一种除磷吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种除磷吸附剂，所述除磷吸附剂包括基质、离子试剂、活性炭粉末、铁粉/铝粉、固化剂、催化剂以及纯净水。所述的除磷吸附剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：S1、将备好的基质、活性炭粉末、铁粉/铝粉、固化剂以及离子试剂放入搅拌机里，碾碎并搅拌均匀；S2、将S1中搅匀的混合颗粒物料送入颗粒机内压实塑形，形成除磷吸附剂雏形。与现有技术相比的优点在于：本发明专利技术能够解决现有技术除磷方法中除磷效果差，且容易带来二次污染等技术问题。实现除磷效果好、除磷效率高、产品价格低、运行成本低、维护频率低且不会带来二次污染等优势。优势。

【技术实现步骤摘要】
一种除磷吸附剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及环境工程污水处理
，具体是指一种除磷吸附剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业化的不断发展，人们对于含磷农药以及含磷洗涤剂等一系列含磷化学试剂的使用量日益增加，这些化学试剂的使用给人们的生活带来了很多的便利。然而，由于含磷试剂的过度使用，以及越来越多的未经处理就进行排放，使得很多水体中的含磷量日益升高，水体中过高的磷含量会使得水体富营养化，并导致一系列严重的环境后果，例如：沿海、河流、湖泊以及沼泽等水体中依赖磷生长的水生生物和微生物会异常繁殖，并形成红潮；大量繁殖的微生物会消耗水体表层的溶解氧，进而使得水体下层的生物死亡，从而破坏了水体中的生态循环系统。
[0003]为了解决水体中磷含量过高所带来的环境问题。在现有技术中也采用了很多方法来将水体中的磷吸附或反应处理。然而，现有的水体除磷方法仍有很多弊端，例如除磷成本高、除磷效果不够好等；同时，现有的除磷方法虽然能够磷除去水体中少量的磷，但现有方法在除磷的同时，还会导致产泥量大增，从而使除磷药剂在水体治理时往往产生二次污染。例如在黑臭水体除磷过程中，为了治理黑臭水体的磷超标，往往采用混凝沉淀，但产生的污泥量非常大，同时带来二次污染治理的大量工作，且花费大量费用。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服以上技术困难，提供一种除磷吸附剂及其制备方法，所述除磷吸附剂通过将具有除磷功效的离子试剂及催化剂等黏附于基质上，让除磷吸附剂与含磷污水接触，从而将水体中的总磷有效的除去，进一步能够解决现有技术除磷方法中除磷效果差，且容易带来二次污染等技术问题。实现除磷效果好、除磷效率高、产品价格低、运行成本低、维护频率低且不会带来二次污染等优势。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
[0006]一种除磷吸附剂，所述除磷吸附剂包括基质、离子试剂、活性炭粉末、铁粉/铝粉、固化剂、催化剂以及纯净水。
[0007]所述除磷吸附剂包括以下重量份的组份：基质0～60份、离子试剂0～20份、活性炭粉末0～20份、铁粉/铝粉0～20份、固化剂0～5份、催化剂0～5份、纯净水0～100份。
[0008]所述基质为黏土、硅藻土、高龄土、石英砂、粉煤灰、陶粒、矿渣中的一种或多种混合，基质的粒径为50～300目。通过对基质材料的选择和调整，并使用具有良好机械强度和较大的孔隙率以及较高比表面积的材料作为基质材料，从而能够保证除磷吸附剂机械性能的同时，还能够提高除磷的效率，以及降低占地面积和使用空间。
[0009]所述离子试剂为氯化铝、偏铝酸钠、氯化铁、硫酸亚铁中的一种或多种混合。
[0010]所述活性炭粉末包括优质木屑、椰壳和煤质，活性炭粉末的粒径为50～300目，碘
吸附值在500～1500mg/L。
[0011]所述铁粉/铝粉为尺寸小于1mm的金属颗粒集合体，包括铁粉、铝粉的一种或两种，且至少包含铁粉。
[0012]所述固化剂为不饱和树脂颗粒、环氧树脂颗粒、酚醛树脂颗粒、耐火水泥颗粒中的一种或多种混合。通过添加固化剂，可以使得除磷吸附剂结构更加稳定，在使用过程中也不会发生除磷吸附剂破碎或者溶解的现象。且通过对固化剂进一步选择和调整，并针对不同的基质、活性炭粉末、铁粉/铝粉选用不同的固化剂材料及组分，从而可以进一步提高除磷吸附剂的结构稳定性。
[0013]所述催化剂选自过渡金属，所述过渡金属为钛、钴、钌、钯、铂、锡中的一种或多种混合，或其衍生物及氧化物。除磷吸附剂在使用时，催化剂可以催化磷酸铁/磷酸铝的生成，其自身质量不变，也不会产生消耗。
[0014]所述纯净水通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法、蒸馏法及其他适当的加工方法制得而成，密封于容器内，且不含任何添加物，无色透明且电导率小于50us/cm。
[0015]值得一提的是，在使用除磷吸附剂进行污水处理时，污水中磷酸根会与离子试剂、铁粉/铝粉中的铁粉及铁离子发生化学反应，从而产生磷酸铁/磷酸铝，该种材料具有导电性，在污水中与固化的活性炭粉末形成微电解体系，既能去除污水中的磷污染物，同时提高了污水的可生化性。
[0016]所述的除磷吸附剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0017]S1、将备好的基质、活性炭粉末、铁粉/铝粉、固化剂以及离子试剂放入搅拌机里，碾碎并搅拌均匀。投加顺序不限定为以上顺序，投加比例在所述范围内；
[0018]S2、将S1中搅匀的混合颗粒物料送入颗粒机内压实塑形，形成除磷吸附剂雏形。颗粒机不限定品牌与型号，不同颗粒机产生的颗粒物大小尺寸存在一定的误差；
[0019]S3、将压实塑形后的除磷吸附剂雏形放入烘箱中烘干，烘干温度控制在0～400℃。烘干机的选型不做要求；
[0020]S4、将烘干后除磷吸附剂雏形混合催化剂放入到流动的纯净水中浸泡0～168小时。通过将除磷吸附剂雏形放置含有催化剂的液相中进行流动浸泡，使催化剂附着在除磷吸附剂雏形上；
[0021]S5、取出浸泡后的除磷吸附剂雏形再次放入烘箱中烘干，烘干温度控制在0～400℃(包括但不限于100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃等)，烘干机的选型不做要求，烘干后即得除磷吸附剂，制得的除磷吸附剂外形为圆柱形，粒径为2.5mm～20mm、高度为10mm～80mm。且制得的除磷吸附剂结构均匀、强度大、除磷效果好。
[0022]值得一提的是，在制备除磷吸附剂时，通过对烘干温度的选择和调整，便可使得除磷吸附剂雏形具有不同的孔隙率，比表面积也随着烘干温度的变化而变化，除磷吸附剂的性能进一步随之改变。且制备的除磷吸附剂中，离子试剂的质量占整个除磷吸附剂的质量的比例为0.01～5％，包括但不限于0.01％、0.1％、1％、2％、3％、5％等。
[0023]除磷吸附剂实际的作用机理如下：
[0024]基质颗粒：作为除磷吸附剂的骨架，起到主要的支撑作用，不参与具体的化学反应；
[0025]活性炭粉末：作为除磷吸附剂的骨架，同样起到支撑作用；作为原电池的阴极电极
材料，与阳极材料铁粉/铝粉形成原电池，构成微电解体系；
[0026]铁粉/铝粉：作为除磷吸附剂的核心材料，可与污水中的磷酸根形成沉淀物质，进而去除污水中总磷含量，其化学方程式为：
[0027]酸性条件下，磷酸根与单质铝粉AI反应:
[0028]2Al+3PO43
‑
+12H+
→
2Al(H2PO4)3+3H2
↑
[0029]酸性条件下，磷酸根与单质铁粉Fe反应：
[0030]3Fe+2PO43
‑
+12H+
→
Fe3(PO4)2+3H2
↑
[0031]其中性、碱性条件下，不参与反应。
[0032]其中铁粉末还具有可以作为阳极，活性炭作为阴极，就是利用铁
‑
碳颗粒之间存在着本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种除磷吸附剂，其特征在于：所述除磷吸附剂包括基质、离子试剂、活性炭粉末、铁粉/铝粉、固化剂、催化剂以及纯净水。2.根据权利要求1所述的一种除磷吸附剂，其特征在于，所述除磷吸附剂包括以下重量份的组份：基质0～60份、离子试剂0～20份、活性炭粉末0～20份、铁粉/铝粉0～20份、固化剂0～5份、催化剂0～5份、纯净水0～100份。3.根据权利要求1所述的一种除磷吸附剂，其特征在于：所述基质为黏土、硅藻土、高龄土、石英砂、粉煤灰、陶粒、矿渣中的一种或多种混合，基质的粒径为50～300目。4.根据权利要求1所述的一种除磷吸附剂，其特征在于：所述离子试剂为氯化铝、偏铝酸钠、氯化铁、硫酸亚铁中的一种或多种混合。5.根据权利要求1所述的一种除磷吸附剂，其特征在于：所述活性炭粉末包括优质木屑、椰壳和煤质，活性炭粉末的粒径为50～300目。6.根据权利要求1所述的一种除磷吸附剂，其特征在于：所述铁粉/铝粉为尺寸小于1mm的金属颗粒集合体，包括铁粉、铝粉的一种或两种，且至少包含铁粉。7.根据权利要求1所述的一种除磷吸附剂，其特征在于：所述固化剂为不饱和树脂颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：王威，
申请(专利权)人：绵津环保科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：