除磷剂的制备方法和填料柱技术

本发明专利技术公开一种除磷剂的制备方法和填料柱，所述除磷剂的制备方法包括以下步骤：将海绵粉末加入到铁盐溶液中，搅拌形成混合溶液；调节所述混合溶液的pH至4～8，搅拌后静置分层；收集沉淀，洗涤后干燥、粉碎得到除磷剂；其中，所述混合溶液中，铁和海绵的质量比为1～20:1。本发明专利技术在海绵粉表面原位合成铁氧化物，得到一种铁基海绵材料，这种材料负载有大量对磷酸根具有良好吸附效果的铁氧化物，且本身具有多孔结构，不仅对磷酸根存在高吸附容量，又能处理水体中痕量磷。能处理水体中痕量磷。能处理水体中痕量磷。

【技术实现步骤摘要】
除磷剂的制备方法和填料柱


[0001]本专利技术涉及废水处理
，特别涉及一种除磷剂的制备方法和填料柱。

技术介绍

[0002]磷是生物机体生长所必需的营养物质，然而水体中大量磷酸盐会导致藻类及浮游生物的爆发，引起湖泊、河流、海湾等水体的严重水体富营养化现象。藻类及浮游生物的大量繁殖，会引起水中的溶解氧锐减以及水生生态系统的退化；此外有些藻类还会释放出神经毒素和肝毒素，对人类，牲畜及水生动植物的生存发育产生严重不利影响。当水体中磷浓度高于0.02mg/L时，水体会发生富营养化现象。而根据GB 18918
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2002《城市污水处理厂污染物排放标准》，我国总磷的排放浓度应小于0.5mg P/L。因此，控制含磷废水的排放以及寻求一种有效的除磷方式成了控制水体富营养化现象的关键因素。
[0003]常用的含磷废水的处理方法主要有：化学沉淀，离子交换，生物处理，膜分离以及吸附法等。化学沉淀，离子交换，生物处理法以及膜分离法存在性价比不高，容易产生二次污染以及无法处理痕量磷酸根离子等缺点。吸附法因其操作的简便性，选择性高，成本低廉以及受环境影响小而被认为最有前景的磷处理技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提出一种除磷剂的制备方法和填料柱，旨在提供一种不仅对磷酸根存在高吸附容量，又能处理水体中痕量磷的高效除磷剂。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出一种除磷剂的制备方法，所述除磷剂的制备方法包括以下步骤：
[0006]将海绵粉末加入到铁盐溶液中，搅拌形成混合溶液；
[0007]调节所述混合溶液的pH至4～8，搅拌后静置分层；
[0008]收集沉淀，洗涤后干燥、粉碎得到除磷剂；
[0009]其中，所述混合溶液中，铁和海绵的质量比为1～20:1。
[0010]可选地，所述混合溶液中，铁和海绵的质量比为5～10:1。
[0011]可选地，所述海绵粉末包括三聚氰胺海绵粉末。
[0012]可选地，所述铁盐溶液包括氯化铁水溶液。
[0013]可选地，调节所述混合溶液的pH至4～8，搅拌后静置分层的步骤中，调节所述混合溶液的pH至4～7。
[0014]可选地，调节所述混合溶液的pH至4～8，搅拌后静置分层的步骤包括：
[0015]将所述混合溶液搅拌20～45min，在搅拌条件下，加入碱液，使所述混合溶液的pH至4～8后，继续搅拌45～72min，然后静置2.5～5h以形成分层。
[0016]可选地，收集沉淀，洗涤后干燥、粉碎得到除磷剂的步骤包括：
[0017]收集下层并离心，得到沉淀，用去离子水至少清洗沉淀2次，然后将洗涤后的沉淀在40～100℃条件下烘干，最后粉碎处理得到粉末状的除磷剂。
[0018]可选地，所述除磷剂的应用环境的pH不大于10。
[0019]本专利技术还提出一种填料柱，用于含磷废水的处理，所述填料柱包括柱体以及填充在所述柱体内的填料，所述填料包括由如上文所述的除磷剂的制备方法制得的除磷剂。
[0020]可选地，所述填料柱的运行参数包括：流速为5～15ml/min。
[0021]本专利技术提供的技术方案中，在海绵粉表面原位合成铁氧化物，得到一种铁基海绵材料，这种材料负载有大量对磷酸根具有良好吸附效果的铁氧化物，且本身具有多孔结构，不仅对磷酸根存在高吸附容量，又能处理水体中痕量磷。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0023]图1为本专利技术提供的除磷剂的制备方法的一实施例的流程示意图；
[0024]图2为本专利技术提供的填料柱的一实施例的结构示意图。
[0025]附图标号说明：
[0026]标号名称标号名称1柱体3铁基海绵材料层2砂层
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具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0028]常用的含磷废水的处理方法主要有：化学沉淀，离子交换，生物处理，膜分离以及吸附法等。化学沉淀，离子交换，生物处理法以及膜分离法存在性价比不高，容易产生二次污染以及无法处理痕量磷酸根离子等缺点。吸附法因其操作的简便性，选择性高，成本低廉以及受环境影响小而被认为最有前景的磷处理技术。
[0029]鉴于此，本专利技术提出一种除磷剂的制备方法，能够制备一种不仅对磷酸根存在高吸附容量，又能处理水体中痕量磷的高效除磷剂。
[0030]图1所示为本专利技术提供的一种除磷剂的制备方法的一实施例。请参阅图1，在本实施例中，所述除磷剂的制备方法包括以下步骤：
[0031]步骤S10，将海绵粉末加入到铁盐溶液中，搅拌形成混合溶液。
[0032]其中，所述混合溶液中，铁和海绵的质量比为1～20:1。铁和海绵的质量比直接影
响到除磷剂对磷的吸附效率，当铁和海绵的质量比控制在1～20:1范围内，例如质量比为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1、20:1等时，制得的除磷剂具有较高的吸附效率；进一步地，当质量比为5～10:1时，除磷剂对磷具有最佳的吸附效率。
[0033]其中，所述海绵粉末包括三聚氰胺海绵粉末，相较于其他载体材料，三聚氰胺海绵粉末具有多孔结构，且网状骨架中存在大量的亚氨基，这些亚氨基也能与铁离子形成配体，有助于提高铁基海绵材料对铁的负载量，进一步提高材料对磷的吸附效率。此外，三聚氰胺化学稳定性强，能够适应不同的应用环境，成本低廉，有助于除磷剂的市场推广。
[0034]此外，所述铁盐溶液包括氯化铁水溶液。
[0035]步骤S20，调节所述混合溶液的pH至4～8，搅拌后静置分层。
[0036]其中，pH优选为4～7，当pH在该范围内时，除磷剂对磷具有最佳的吸附效率。作为优选，当铁和海绵的质量比为5～10:1，且所述混合溶液的pH为4～7时，除磷剂对磷的吸附效率能够达到99.8％～97.1％。
[0037本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种除磷剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将海绵粉末加入到铁盐溶液中，搅拌形成混合溶液；调节所述混合溶液的pH至4～8，搅拌后静置分层；收集沉淀，洗涤后干燥、粉碎得到除磷剂；其中，所述混合溶液中，铁和海绵的质量比为1～20:1。2.如权利要求1所述的除磷剂的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，铁和海绵的质量比为5～10:1。3.如权利要求1所述的除磷剂的制备方法，其特征在于，所述海绵粉末包括三聚氰胺海绵粉末。4.如权利要求1所述的除磷剂的制备方法，其特征在于，所述铁盐溶液包括氯化铁水溶液。5.如权利要求1所述的除磷剂的制备方法，其特征在于，调节所述混合溶液的pH至4～8，搅拌后静置分层的步骤中，调节所述混合溶液的pH至4～7。6.如权利要求1所述的除磷剂的制备方法，其特征在于，调节所述混合溶液的pH至4～8，搅拌后静置分层的步...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅运军，陶瑞东，董文华，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：