一種製備汙水處理用高效除磷材料的方法
2024-03-28 12:36:05
一種製備汙水處理用高效除磷材料的方法
【專利摘要】本發明公開了一種製備汙水處理用高效除磷材料的方法。（1）將粘土、普通水泥、熟石灰和油頁巖渣在105℃下乾燥12-24小時；（2）將步驟（1）乾燥後的粘土120-180克、普通水泥40-60克、熟石灰80-120克和油頁巖80-120克，加水190-280ml，利用曝氣裝置通入0.2L/min空氣，充分攪拌10-25分鐘，即獲得混合物；（3）放入造粒機製成粒徑為3.5~4.5mm顆粒；（4）在105℃乾燥12~24小時，即獲得汙水處理用高效除磷材料。本發明攪拌時通入空氣，可增加汙水處理用高效除磷材料的孔隙率和比表面積；水泥的CaO對磷有沉澱作用，Al2O3、Fe2O3對磷有吸收作用；熟石灰、水泥均為鹼性，為汙水處理用高效除磷材料提高適宜的pH環境，製得的汙水處理用高效除磷材料去除磷能力明顯。
【專利說明】一種製備汙水處理用高效除磷材料的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種製備汙水處理用高效除磷材料的方法，為水處理除磷工藝提供新的高效除磷濾料。
【背景技術】 [0002]汙水處理的材料一般用於人工溼地和生物濾池濾料，不同製作方法及原材料的濾料對汙水的處理效果以及針對性不同。陶粒的用途涉及建築、冶金、化工、農業、環保等領域，尤其在水處理方面，陶粒廣泛用於水處理濾料。趙怡等以城市汙水處理廠的脫水汙泥為主要原材料，以爐渣、黏土為輔助材料，在適宜的材料配比和工藝條件下，燒製成用於水處理工藝的汙泥陶粒。而Mun則直接將脫水汙泥與粘土經過擠壓成球，燒製成汙泥陶粒，其堆積密度為600.00^1000.00kg/m3。齊元鋒等利用脫水汙泥和粘土，添加粉煤灰燒結成用於水處理的超輕陶粒。Ignacio Merino等利用城市汙水廠汙泥焚燒灰燒制陶粒,其陶粒的顆粒密度在2000kg/m3左右。雖然多種不同原材料以及製作方法的陶粒可作為水處理的生物膜載體，但這些陶粒很少賦予高效吸附除磷和沉澱除磷等功能，並且陶粒製作過程中大多需要進行高溫燒結，耗能較大。
[0003]李懷正等採用不同溼地基質——粗砂、瓜子片、礫石、高爐渣、鋼渣、煤灰渣對汙水的TP進行去除試驗，結果表明不同基質對TP的去除率又高到低為鋼渣、粉煤灰、砂子、高爐渣、瓜子片、礫石，其中鋼渣對TP的去除率為80%，粉煤灰則大於50%。劉湯勳等對常用溼地基質除磷能力的比較，試驗結果表明，粉煤灰磚、鋼渣、碎磚、碎石和礫石對磷(5 mg/L)的飽和吸附率依次為98.2%,90.8%,40.4%,38.3%和9.6%，其吸附平衡時間依次為12、16、24、24和30h。陸亦愷等使用以粉煤灰為原料，採用水熱合成法製作沸石，並造粒，該濾料在弱鹼環境下，處理TP濃度為5mg/L生活汙水，濾料對TP去除率僅為30%。
[0004]楊敬梅等通過試驗分析，發現pH越高，濾料對磷的去除率越高，原因在於:(I )溶解性磷酸鹽不同存在形式所佔比例與PH有關，當pH升高，P03- 4所佔比例增大，P03- 4是與濾料中不同添加劑發生反應的有效離子；(2) pH對磷酸鎂以及羥基磷酸鈣的溶解度有較大影響，隨PH的升高，二者的溶解度均降低。因而具有鹼性的汙水處理材料，能夠提高濾料除磷效果。在如今需要環保節能的環境下，能高效吸附、沉澱磷並製作能耗低的材料將具有廣闊市場前景。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種汙水處理用高效除磷材料的製作方法，為水處理除磷工藝提供新的聞效除憐濾料。
[0006]本發明是在利用熟石灰、水泥、粘土、油頁巖渣為原材料的基礎上，攪拌同時通入空氣，最後成球乾燥製成。本發明材料其粒徑、孔隙率、堆積密度等性能被嚴格挑選，並符合GB/T17431-2010的相關要求。研究正磷酸鹽溶液被吸附到材料表面或被材料內部孔道截留的一種陶粒製作方法。從而為材料對汙水中磷的吸附效率提高而提供一種新的濾料製作方法。
[0007]具體步驟為:
(I)將粘土、普通水泥、熟石灰、油頁巖在105°C下乾燥12-24小時。
[0008](2)將步驟(1)乾燥後的粘土 120-180克、普通水泥40_60克、熟石灰80-120克和油頁巖80-120克，加水190-280ml，利用曝氣裝置通入0.2L/min空氣，充分攪拌10-25分鐘，即獲得混合物。
[0009](3 )將步驟(2 )所得混合物放入造粒機製成粒徑為3.5^4.5mm顆粒。
[0010](4)將步驟(3)所得顆粒，在105°C乾燥12~24小時，即獲得汙水處理用高效除磷材料。
[0011](5)取步驟(4)所得汙水處理用高效除磷材料5.0g，投入到200ml生活汙水中，25°C水浴恆溫振蕩器中反應3~4小時，測定上清液中磷的去除率。
[0012]計算磷酸鹽去除率:
【權利要求】
1.一種製備汙水處理用高效除磷材料的方法，其特徵在於具體步驟為: (1)將粘土、普通水泥、熟石灰和油頁巖渣在105°C下乾燥12-24小時； (2)將步驟(1)乾燥後的粘土120-180克、普通水泥40-60克、熟石灰80-120克和油頁巖80-120克，加水190-280ml，利用曝氣裝置通入0.2L/min空氣，充分攪拌10-25分鐘，即獲得混合物； (3)將步驟(2)所得混合物放入造粒機製成粒徑為3.5^4.5mm顆粒； (4)將步驟(3)所得顆粒，在105°C乾燥12~24小時，即獲得汙水處理用高效除磷材料。
【文檔編號】C04B14/10GK103601433SQ201310602583
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】李金城, 李文文, 莫德清, 施欽, 沈雨樨 申請人:桂林理工大學