一种用于水体治理的除磷材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及水体治理技术领域，具体为一种用于水体治理的除磷材料的制备方法，其包括步骤：将含有氧化钙、二氧化硅、除磷金属氧化物的粉末原料混合，得到混合原料；对混合原料进行1350

【技术实现步骤摘要】
一种用于水体治理的除磷材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及水体治理
，特别涉及一种用于水体治理的除磷材料的制备方法。

技术介绍

[0002]地表水作为生态环境的重要组成部分，不仅是重要的水资源来源，也是美丽生态环境的重要组成部分。根据生态环境部发布的生态环境状况公报，不能自然净化去除的总磷指标从总磷指标从2014年开始成为地表水的主要污染物指标，从2019年开始每年生态环境状况公报在地表水主要污染物指标总结中均包含总磷指标(其他2个指标为高锰酸钾指数和化学需氧量)。从生态环境状况公报对地表水主要污染物指标的描述变化也可以看出，随着其他污染物指标的有效治理，总磷的治理变得越来越重要。
[0003]目前，对于湖泊，河道，水库等地表水的除磷治理，广泛地采用污水处理用的除磷材料，如聚合铝盐，铝盐等化学药剂。这些除磷材料以化学沉淀的方式去除水体总磷，可以快速形成不溶性磷酸盐沉淀沉降至水体底部，达到水体除磷的目的。
[0004]采用化学药剂进行水体除磷，虽然能快速以化学沉淀的方式去除水体中的总磷，但是化学药剂本身和化学沉淀的方式对于水体治理有以下的缺点：
[0005]1)化学药剂：
[0006]化学药剂本身带有酸碱性，投入到水体进行除磷时，会影响水体的pH值；工业用除磷化学药剂含有较多的杂质(不利于水生态的盐类物质)，杂质会影响水体环境因素，可能需要额外进行治理，而食品级除磷化学药剂价格昂贵，水体除磷治理成本显著上升。
[0007]2)化学沉淀方式：
[0008]化学沉淀除磷的过程是除磷化学药剂与磷酸盐生成难溶性磷酸盐沉淀的过程，过程存在以下缺点：1)反应过程呈现明显的即时性，并且除磷化学药剂会与非磷酸盐物质产生反应生成其他物质，如Al(OH)3，[Al(OH)4]‑
，Fe(OH)3等，从而影响除磷化学药剂的除磷效率，提高除磷材料实用量；2)化学沉淀是利用难溶性磷酸盐沉淀溶度积去除水体中的磷，导致最终的磷浓度受水体中化学药剂除磷元素浓度决定，而对于总磷浓度较低的水体治理，经济的除磷材料投加量导致除磷阈值较高；3)化学沉淀方式需要化学药剂与磷酸根直接接触，因此需要较好的混合状态才能充分利用化学药剂，而减少化学除磷材料与其他物质的反应，更好地除磷。
[0009]由于化学除磷材料存在以上的水生态安全、治理成本、反应即时性，除磷阈值极限和反应条件等问题，用于水处理的化学除磷材料不是很适用于水体除磷治理。具有水生态安全性、处理持续性，处理成本低、除磷阈值低、反应条件要求低的除磷材料将成为专门治理水体的除磷材料方向。

技术实现思路

[0010]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于水体治理的除磷材料
的制备方法，旨在解决现有除磷材料持续性差、除磷阈值高、反应效率低的问题。
[0011]本专利技术的技术方案如下：
[0012]一种用于水体治理的除磷材料的制备方法，其中，包括步骤：
[0013]将含有氧化钙、二氧化硅、除磷金属氧化物的粉末原料混合，得到混合原料；
[0014]对所述混合原料进行1350
‑
1500℃的煅烧处理后再粉末化，得到含有硅酸三钙、硅酸二钙和除磷金属化合物的均相混合物料，即除磷材料，其中，氧化钙和二氧化硅反应合成硅酸三钙和硅酸二钙，除磷金属氧化物与氧化钙和二氧化硅反应合成难溶于水的除磷金属化合物，所述混合原料中，钙、硅与除磷金属氧化物中的金属元素摩尔比为10:1
‑
3:2
‑
5，保证硅酸三钙和硅酸二钙的磷吸附能力与除磷金属化合物的除磷性能匹配。
[0015]所述用于水体治理的除磷材料的制备方法，其中，所述含有氧化钙、二氧化硅、除磷金属氧化物的粉末原料由2种或2种以上生产原料组成。
[0016]所述用于水体治理的除磷材料的制备方法，其中，所述除磷金属氧化物中的金属元素为铝、铁、镧系金属、钙和镁中的一种或多种。
[0017]所述用于水体治理的除磷材料的制备方法，其中，所述除磷金属化合物具有除磷能力但难溶于水，在磷酸盐浓度较低时，不能直接用于水体除磷。
[0018]所述用于水体治理的除磷材料的制备方法，其中，所述硅酸三钙和硅酸二钙的吸附富集的磷酸盐浓度达到除磷金属化合物的化学反应浓度限值，磷酸盐与除磷金属化合物生成磷酸盐沉淀。
[0019]有益效果：本专利技术提供的除磷材料除磷阈值为0.01mg/L，达到中国《地表水环境质量标准》I类标准，且其不易于水体中其他物质反应，因此在低总磷浓度下依然能够高效地去除水体中的总磷；并且所述除磷材料还具有可持续去除水体总磷的特点，克服了水处理除磷材料的即时性，本专利技术提供的除磷材料的吸附除磷能力为9
‑
15mg P/g。
附图说明
[0020]图1为本专利技术提供的一种用于水体治理的除磷材料的制备方法流程图。
具体实施方式
[0021]本专利技术提供一种用于水体治理的除磷材料的制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0022]请参阅图1，图1为本专利技术提供的一种用于水体治理的除磷材料的制备方法流程图，如图所示，其包括步骤：
[0023]S10、将含有氧化钙、二氧化硅、除磷金属氧化物的粉末原料混合，得到混合原料；
[0024]S20、对所述混合原料进行1350
‑
1500℃的煅烧处理后再粉末化，得到含有硅酸三钙、硅酸二钙和除磷金属化合物的均相混合物料，即除磷材料，其中，氧化钙和二氧化硅反应合成硅酸三钙和硅酸二钙，除磷金属氧化物与氧化钙和二氧化硅反应合成难溶于水的除磷金属化合物，所述混合原料中，钙、硅与除磷金属氧化物中的金属元素摩尔比为10:1
‑
3:2
‑
5，保证硅酸三钙和硅酸二钙的磷吸附能力与除磷金属化合物的除磷性能匹配。
[0025]本专利技术提供的除磷材料制备方法简单易实现，只需要把特定比例的物料进行混合
煅烧即可制得目标产品。在本专利技术中，含有氧化钙和二氧化硅的粉末原料在煅烧过程中生成硅酸三钙和硅酸二钙，含有除磷金属氧化物的粉末原料和氧化钙以及二氧化硅反应生成除磷金属化合物，制得含有硅酸三钙、硅酸二钙和除磷金属化合物的均相混合物料，即除磷材料，所述除磷金属化合物难溶于水。本专利技术获得的均相混合物料中的硅酸三钙和硅酸二钙吸附富集磷酸盐至除磷金属化合物附近，所述除磷金属化合物在较高浓度磷酸盐溶度下形成稳定的金属磷酸盐化学沉淀，从而去除水中的总磷。
[0026]具体来讲，由于获得的除磷材料中的除磷金属化合物为不溶性物质，其具有除磷能力，但由于其化合物难溶于水，在磷酸盐浓度较低时，除磷能力较弱，不能直接用于水体除磷，本专利技术除磷材料则利用硅酸三钙和硅酸二钙的磷酸盐吸附性能，在除磷金属化合物材料周围富集局部的高浓度磷酸盐浓度，其浓度能达到除磷金属化合物的化学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水体治理的除磷材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：将含有氧化钙、二氧化硅、除磷金属氧化物的粉末原料混合，得到混合原料；对所述混合原料进行1350
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1500℃的煅烧处理后再粉末化，得到含有硅酸三钙、硅酸二钙和除磷金属化合物的均相混合物料，即除磷材料，其中，氧化钙和二氧化硅反应合成硅酸三钙和硅酸二钙，除磷金属氧化物与氧化钙和二氧化硅反应合成难溶于水的除磷金属化合物，所述混合原料中，钙、硅与除磷金属氧化物中的金属元素摩尔比为10:1
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3:2
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5，保证硅酸三钙和硅酸二钙的磷吸附能力与除磷金属化合物的除磷性能匹配。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰峰，
申请(专利权)人：上海尼普敦环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：