一种磷石膏水体除磷剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种磷石膏水体除磷剂及其制备方法与应用，该水体除磷剂由30

【技术实现步骤摘要】
一种磷石膏水体除磷剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及环境保护领域，具体涉及一种磷石膏水体除磷剂的制备方法以及采用该制备方法制得的磷石膏水体除磷剂。

技术介绍

[0002]随着农业、洗涤剂等磷化工发展，自然界水体中磷含量超标愈发普遍。而磷是是浮游藻类生长的最重要因素，是导致水体富营养化污染的主要原因之一。控制水体磷浓度是解决水体富营养化问题的关键技术。
[0003]水体除磷技术可分为：化学法、生物法、吸附法、结晶法。化学除磷法是向污水中投加化学药剂，生成难溶性盐，形成絮凝体后与水分离，从而去除污水中的磷。化学法工艺复杂、成本高，一般用于工业污水处理。生物除磷一般是利用细菌生物作用将水体中的磷转化为聚磷酸盐，成本低、起效慢、效果差，一般与化学除磷法结合使用。吸附除磷是利用吸附材料的活性基团与磷发生键合作用，从而实现将磷富集，进而达到除磷效果。吸附法适用范围广，但是受材料饱和吸附量和水体pH影响，吸附的磷容易向水体释放导致二次污染。结晶法是将水体中的磷生成难溶的羟基磷酸钙或鸟粪石晶体，从而达到分离的效果。该方法受pH值、反应物之间物质的量之比、晶种类型和反应时间影响。
[0004]磷石膏是磷酸生产时，用硫酸去处理磷矿得到的固体废渣，其综合利用是世界性难题。全国每年新增堆存的磷石膏近7000万吨，目前堆存总量超过5亿吨，而利用率不到40％。磷石膏中的氟化物、游离磷酸、氟硅酸钠盐、磷酸盐等杂质是磷石膏堆积过程中，对周围环境影响最大的因素，同时限制了磷石膏在工业、农业和建筑上的应用。
[0005]为克服现有技术的不足，提高磷石膏综合利用率，一种以磷石膏、秸秆为原料，成本低廉、制备工艺简单、除磷效率高，对不同浓度含磷污水均有较好净化效果，能达到固废综合利用和环境整治的目的的水体除磷剂是目前行业内急需的。

技术实现思路

[0006]鉴于上述不足，本专利技术提供了一种以磷石膏、秸秆为原料，成本低廉、制备工艺简单、除磷效率高，对不同浓度含磷污水均有较好净化效果，能达到固废综合利用和环境整治的目的的水体除磷剂。本专利技术是通过如下手段实现的：
[0007]一种磷石膏水体除磷剂，包括：
[0008]磷石膏30
‑
60％；以及
[0009]生物炭70
‑
40％；
[0010]其中，磷石膏包括如下质量百分比的原料：
[0011]CaO：30
‑
33％，SO3：42
‑
47％，P2O5：0
‑
5％、H2O：19
‑
21％；
[0012]植物生物炭由水稻秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆中的一种或几种制成。
[0013]本专利技术还公开了一种磷石膏水体除磷剂的制备方法，包括：
[0014](1)生物炭的制备：植物原料用去离子水洗净，烘干，限氧升温炭化热解，自然冷却
后，粉磨至90
‑
500um，得生物炭备用；
[0015](2)磷石膏的制备：将固体废弃物磷石膏烘干后研磨，过100目筛，得磷石膏备用；
[0016](3)将磷石膏与生物炭充混合均匀，即得磷石膏水体除磷剂。
[0017]进一步的，步骤(1)所述植物原料包括但不限于：水稻秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆中的一种或几种。
[0018]进一步的，步骤(1)所述烘干温度为50℃，所述烘干时间为12h。
[0019]进一步的，步骤(1)所述限氧升温炭化热解包括：
[0020]电解炉按照10
‑
20℃/min的升温速率加热至500
‑
800℃，持续热解1h。
[0021]进一步的，所述热解还包括：以1L/min的速率向电解炉中通入氮气。
[0022]进一步的，步骤(2)所述烘干温度为50℃，烘干时间为6h。
[0023]本专利技术还公开了一种根据上述任一制备方法制得的磷石膏水体除磷剂。
[0024]本专利技术还公开了一种上述磷石膏水体除磷剂在污水处理中的应用。
[0025]进一步的，该应用包括：
[0026]选择pH＝6
‑
10、总磷浓度0.1
‑
100mg/L的水体，根据污水中总磷的含量，在污水中投放水体质量0.1
‑
0.5％除磷剂，0
‑
40℃温度下反应3天，除磷率76.5％
‑
98.3％。
[0027]本专利技术的有益效果在于：
[0028](1)本专利技术提高了固体废弃物磷石膏和秸秆的综合利用率，用固体废弃物治理水环境，具有显著的环境效益。
[0029](2)本专利技术制得的磷石膏水体除磷剂制备工艺简单、使用量少，且无需特殊处理，运行成本低，在1L总磷浓度为5mg/L、pH＝6.5的污水中加入1g除磷剂，经充分混合均匀，在恒温30℃的条件下，3天后污水总磷浓度为0.09mg/L，总磷去除率达到98.3％。
[0030](3)本专利技术制得的磷石膏水体除磷剂经水体治理后，在除磷剂表面结晶形成的无机磷酸盐不溶于水，不会造成水体二次污染。且粗粒除磷剂方便回收，可以实现磷的回收再利用。
[0031](4)本专利技术制得的磷石膏水体除磷剂适用于不同浓度含磷污水的处理，对不同pH的含磷污水均有较好净化效果，同时受水温影响较小除磷率76.5％
‑
98.3％。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0033]下列实施例中所用到的磷石膏采自德阳市龙蟒工业园，其化学成分中CaO：30
‑
33％，SO3：42
‑
47％，P2O5：0
‑
5％、H2O：19
‑
21％。各植物原料均采自农田。
[0034]实施例1
[0035]一种污水除磷处理剂的制备方法，包括以下步骤：
[0036](1)磷石膏的制备：将固体废弃物磷石膏50℃下烘干6小时后，研磨后过100目筛备用；
[0037](2)植物生物炭的制备：将采集的水稻秸秆去离子水洗净，在50℃下烘干12小时，在真空管式炉以10℃/min的升温速率加热至700℃，全程以1L/min通气速率的通入氮气，热解1h后，制得生物炭，自然冷却后，粉磨至100um备用；
[0038](3)按质量比将1:1磷石膏与生物炭充混合均匀，即制得除磷剂。
[0039]在1L总磷浓度为100mg/L、pH＝10的污水中加入2g除磷剂，经充分混合均匀，在恒温20℃的条件下，3天后污水总磷浓度达到23.5mg/L，磷去除率达到76.5％。
[0040]实施例2
[0041]一种污水除磷处理剂的制备方法，包括以下步骤：
[0042](1)磷石膏的制备：将固体废弃物磷石膏50℃下烘干6小时后，研磨后过100目筛备用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷石膏水体除磷剂，包括：磷石膏30
‑
60％；以及生物炭70
‑
40％；其中，磷石膏包括如下质量百分比的原料：CaO：30
‑
33％，SO3：42
‑
47％，P2O5：0
‑
5％、H2O：19
‑
21％；植物生物炭由水稻秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆中的一种或几种制成。2.一种磷石膏水体除磷剂的制备方法，包括：(1)生物炭的制备：植物原料用去离子水洗净，烘干，限氧升温炭化热解，自然冷却后，粉磨至90
‑
500um，得生物炭备用；(2)磷石膏的制备：将固体废弃物磷石膏烘干后研磨，过100目筛，得磷石膏备用；(3)将磷石膏与生物炭充混合均匀，即得磷石膏水体除磷剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其中：步骤(1)所述植物原料包括：水稻秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆中的一种或几种。4.根据权利要求2所述的制备方法，其中：步骤(1)所述烘干温度为50℃，所述烘...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐冠立，柏涵，孙遥，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：