改性蛭石除磷吸附劑的製備及其應用的方法
2023-05-10 22:05:21 2
專利名稱：改性蛭石除磷吸附劑的製備及其應用的方法
技術領域：
本發明屬於環保領域中的水處理技術領域，特別涉及一種針對景觀水體的改性蛭 石除磷吸附劑的製備方法及處理水中低濃度磷應用。
背景技術：
磷作為營養元素會促進生物生長，但過多的磷會導致水體富營養化，尤其是對城 市小型富營養化淺水湖泊、城市河流、公園及住宅小區等靜止或流動性差的封閉水體，面積 和深度都不大，水環境容量小，水體自淨能力低，水域與人居環境聯繫較為密切，很容易因 生活汙水和雨水徑流的注入而接納過多的氮、磷營養物質，在溫度和光照適宜時極易引發 藻類瘋長和水體富營養化現象。富營養化會嚴重破壞水體生態系統的結構與功能，影響水 體應有功能，阻礙了經濟建設和社會的發展。磷是控制水體富營養化的關鍵因素，水體中的 磷主要包括從外部進入水體的磷，以及水體內部自身底泥等沉積物釋放入水體中的磷。環境水體中磷的去除方法主要包括生物修複方法和物理化學方法，生物修復包括 植物、動物和微生物修復，物理化學方法包括底泥疏浚、以水稀釋和衝刷、深層水排放、深層 水曝氣、底泥覆蓋、化學沉澱鈍化和吸附法。底泥疏浚可以快速去除積累在底泥中的含磷物 質，尤其是在富營養化嚴重的城市淺水湖泊中，但底泥疏浚操作起來成本很高，而且技術難 度大，可能會破壞原有生態環境及造成二次汙染，因此對於底泥疏浚能否改善環境水體中 的富營養化問題還存在著諸多爭議；深水曝氣通過對環境水體底部曝氣復氧能有效地抑制 底泥中磷的釋放，但目前大多數曝氣設備的效率較低，限制了氧氣與水分子的結合，也不能 使氧氣流散到遠的位點；引水稀釋和深層水排放能迅速降低環境水體內磷的濃度，但周邊 需要有清潔水源且須考慮排出水體的處理問題，適用於小型水體；底泥覆蓋能有效阻止底 泥中的磷向環境水體中釋放，但該技術工程量較大，且降低了水深，對於淺水湖泊生態系統 可能具有破壞性；物理吸附目前多應用於廢水除磷中，對於環境水體磷含量很低的情況，需 要高效的吸附劑將其磷含量進一步降低；化學沉澱鈍化法發揮作用較快，但難發揮長效作 用，這種方法最大的缺陷是對水生生物存在潛在的破壞性，也和公眾的觀念問題有關。吸附法的主要優點是操作簡單，不需要消耗外界能量，適用於封閉或緩流水體。但 目前國內外對於除磷吸附劑的研究主要集中在廢水除磷方面，常用的吸附材料主要有活性 氧化鋁、活性炭、矽膠、鰲合樹脂等。這些常規材料存在穩定性差、吸附容量低、價格昂貴等 缺點，且對於水體含低濃度磷的吸附去除沒有深入研究，此外，除磷吸附劑直接投加在環境 水體中，除了要考慮其吸附性能外，還要求來源廣泛、價格低廉。
發明內容
本發明是為避免上述現有技術存在的不足之處，提供一種高吸附容量、低成本的 改性蛭石除磷吸附劑，以其作為吸附劑，用於去除景觀水體中的低濃度磷。本發明解決技術問題採用如下技術方案1、本發明提供一種改性蛭石除磷吸附劑的製備方法，其特徵為
a)所用蛭石為河北靈壽縣產天然蛭石土，篩選粒徑小於Imm的天然蛭石作為原 料；b)將篩選後的蛭石投入到焙燒爐中進行焙燒活化，焙燒溫度控制在700°C，焙燒 時間為2h ；C)將焙燒活化後的蛭石取出在室溫下冷卻；d)因焙燒後的蛭石會產生顆粒狀和粉末狀兩種形態，因此要將其混合均勻。2、本發明提供改性蛭石除磷吸附劑的應用方法，其特徵為將改性蛭石直接投加到低濃度磷的富營養化景觀水體中，可進一步將水體中磷濃 度降低0. 05mg/L以下，從而抑制水體富營養化，蛭石在投加到景觀水體後沉降到水體底泥 上，除了起到吸附水體中磷的作用外，還可以進一步抑制底泥中磷的釋放。本發明的優點和積極作用體現在①蛭石屬於天然礦物，在自然界儲量豐富，因此選取蛭石作為吸附劑原料具有成 本低廉的優點；②由於除磷吸附劑直接投加在景觀水體中，除了要考慮其吸附性能外，還要考慮 其安全性，蛭石屬於天然礦物，在焙燒改性過程中不添加任何化學物質，且焙燒後也無任何 有毒有害物質產生，因此安全性較高；③改性蛭石除磷方法簡單、效率高，除磷速度快，除磷後效果穩定。
具體實施例方式實施例1原料為河北靈壽縣產天然蛭石土，篩選粒徑小於Imm的天然蛭石投入到焙燒爐中 進行焙燒活化，焙燒溫度控制在700°C，焙燒時間為池，將焙燒活化後的蛭石取出在室溫下 冷卻後混合均勻。利用上述方法製成的改性蛭石除磷吸附劑進行除磷實驗，取7個IOOmL 0. 3mgP/L 模擬含磷水樣，調節PH值為7. 0，分別加入質量為0. 2g、0. 5g、l. 0g、l. 5g、2. Og和2. 5g上述 改性蛭石，在室溫條件下振蕩吸附池。不同投加量對磷的去除率分別為12.85%、52. 19%, 85. 01%,88. 45%,93. 71%,93. 91%和 98. 65%。實施例2原料為河北靈壽縣產天然蛭石土，篩選粒徑小於Imm的天然蛭石投入到焙燒爐中 進行焙燒活化，焙燒溫度控制在700°C，焙燒時間為池，將焙燒活化後的蛭石取出在室溫下 冷卻後混合均勻。利用上述方法製成的改性蛭石除磷吸附劑進行除磷實驗，取6個IOOmL 0. 3mgP/L 模擬含磷水樣，調節PH值為7. 0，分別加入質量為0. 5g上述改性蛭石，在室溫條件下分別振 蕩吸附10min、20min、30min、60min、120min和180min。不同振蕩時間下改性蛭石對磷的去 除率分別為 17. 75%,29. 07%,34%,31. 17%,36. 25%和 36. 5%0實施例3原料為河北靈壽縣產天然蛭石土，篩選粒徑小於Imm的天然蛭石投入到焙燒爐中 進行焙燒活化，焙燒溫度控制在700°C，焙燒時間為池，將焙燒活化後的蛭石取出在室溫下 冷卻後混合均勻。
利用上述方法製成的改性蛭石除磷吸附劑進行除磷實驗，取5個IOOmL 0. 3mgP/L 模擬含磷水樣，分別調節PH值為4. 0、5. 0、7. 0、9. 0和11. 0，分別加入質量為0. 5g上述改性 蛭石，在室溫條件下振蕩吸附池。不同PH值條件下改性蛭石對磷的去除率分別為15. 13%, 31. 13%,52. 1%,22. 26%和 12. 19%。
權利要求
1. 一種改性蛭石除磷吸附劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟1)所用蛭石為河北靈壽縣產天然蛭石土，篩選粒徑小於Imm的天然蛭石作為原料；2)將篩選後的蛭石投入到焙燒爐中進行焙燒活化，焙燒溫度控制在700°C，焙燒時間為3)將焙燒活化後的蛭石取出在室溫下冷卻；4)因焙燒後的蛭石會產生顆粒狀和粉末狀兩種形態，因此要將其混合均勻。
2.根據權利要求1所述的發明製備出的改性蛭石除磷吸附劑的應用方法，其特徵為 將改性蛭石直接投加到低濃度磷的富營養化景觀水體中，可進一步將水體中磷濃度降低0. 05mg/L以下，從而抑制水體富營養化，蛭石在投加到景觀水體後沉降到水體底泥上， 除了起到吸附水體中磷的作用外，還可以進一步抑制底泥中磷的釋放。
全文摘要
本發明涉及改性蛭石除磷吸附劑的製備及其應用的方法，篩選粒徑小於1mm的天然蛭石投入到焙燒爐中進行焙燒活化，焙燒溫度控制在700℃，焙燒時間為2h，將焙燒活化後的蛭石取出在室溫下冷卻後混合均勻。將改性蛭石直接投加到低濃度磷的富營養化景觀水體中，可進一步將水體中磷濃度降低0.05mg/L以下，從而抑制水體富營養化，蛭石在投加到景觀水體後沉降到水體底泥上，除了起到吸附水體中磷的作用外，還可以進一步抑制底泥中磷的釋放。
文檔編號C02F1/58GK102068969SQ200910223948
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月20日 優先權日2009年11月20日
發明者年躍剛, 殷勤, 閆海紅, 雪梅 申請人:中國環境科學研究院