專利名稱：一種控制水體富營養(yǎng)化的高效固磷技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固定天然水體以及湖底沉積物中的磷的材料制備技術(shù)和一種固定淡水水華、湖底沉積物以及河道中磷的技術(shù)。具體的說，是利用稀土元素(例如，鑭、鋯等)的氯化鹽、硝酸鹽、或者是兩者的混合溶液，改性處理粘土，得到一種高效固磷材料，并用其固定淡水水華、湖底沉積物以及河道中磷的技術(shù)。本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
天然湖泊以及河流中的有害藻的爆發(fā)(在海水中俗稱為赤潮，淡水中俗稱為水華)已經(jīng)成為全球性的環(huán)境污染問題。事實(shí)已經(jīng)證明，磷元素是控制水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵因子，控制磷元素比控制氮元素更能有效的控制水體富營養(yǎng)化。以往已公開的固磷技術(shù)可歸納綜合為化學(xué)沉淀法，生物除磷法，以及生態(tài)濕地法?；瘜W(xué)沉淀法對于高濃度磷酸鹽有效果，但是對低濃度磷酸鹽卻效果不明顯。生物除磷法雖然現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用，但是存在處理效果不穩(wěn)定，在天然湖泊中效果比較緩慢，并且對湖底沉積物中的磷的固定無能為力等缺點(diǎn)。生態(tài)濕地法由于占地面積大、沒有很好的填料，以及無法固定湖底沉積物中的磷等原因，難以廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種固定天然水體以及湖底沉積物中的磷的材料的制備技術(shù)，以及一種固定淡水水華、湖底沉積物以及河道中磷的方法。本發(fā)明具有制備簡單、材料用量少、成本低廉、適宜pH范圍廣、固磷效果好等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明提供的制備固磷材料的制備技術(shù)，其特征在于，將粘土與稀土元素(例如，鑭、鋯等)的氯化鹽、硝酸鹽、或者兩者的混合溶液攪拌，利用物理方法，提高粘土的陽離子交換容量，從而達(dá)到提高固磷效果的目的。
本發(fā)明所述的粘土為海泡石、滑石、高嶺土、輕質(zhì)頁巖、陶土、凹凸棒、硅泥、伊利土、云母、斜發(fā)沸石、蒙脫石、輕骨料浮石、白泥、沸石、浮石、搓腳石、火山渣、硅藻土、瓷土以及一般的泥土中的一種或幾種。
本發(fā)明所述的稀土元素(例如，鑭、鋯等)的氯化鹽、硝酸鹽，或者是兩者的混合溶液的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5％～20％。
本發(fā)明提供的制備固磷材料的技術(shù)，其特征在于，將粘土與稀土元素(例如，鑭、鋯等)的氯化鹽、硝酸鹽、或者兩者的混合溶液，按照固液比例為1∶20～1∶200混合。
本發(fā)明所述的物理方法主要可以包括振蕩法、蒸煮法、高壓沸騰法、超聲法等。
本發(fā)明提供的固定淡水水華、湖底沉積物以及河道中磷的技術(shù)，其特征在于，將制備的固磷材料以0.01～10.0g/L的用量投加到水體中。


圖1為高效固磷材料與普通粘土固磷效果的比較2為高效固磷材料在實(shí)際湖水條件下的固磷效果圖3為高效固磷材料的反應(yīng)平衡時間具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明所述的技術(shù)給予進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
實(shí)施例1高效固磷材料的制備1稱取氯化鑭2.0g溶解于100mL蒸餾水中，配制成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2％的氯化鑭溶液，取膨潤土2.0g，加入到上述100mL氯化鑭溶液中(即固液比為1∶50)，超聲均勻1h，即制得本發(fā)明所述的固磷材料。
實(shí)施例2高效固磷材料的制備2稱取硝酸鑭20.0g溶解于200mL蒸餾水中，配制成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10％的硝酸鑭溶液，取伊利土2.0g，加入到上述200mL硝酸鑭溶液中(即固液比為1∶100)，高壓沸騰1h，即制得本發(fā)明所述的固磷材料。
實(shí)施例3高效固磷材料的制備3稱取氯化鑭5.0g溶解于100mL蒸餾水中，配制成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5％的氯化鑭溶液，取普通泥土5.0g，加入到上述100mL氯化鑭溶液中(即固液比為1∶20)，于振蕩箱中振蕩1h，即制得本發(fā)明所述的固磷材料。
實(shí)施例4高效固磷材料的制備4稱取硝酸鋯20.0g溶解于100mL蒸餾水中，配制成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20％的硝酸鋯溶液，取海泡石2.0g，加入到上述100mL硝酸鋯溶液中(即固液比為1∶50)，高壓沸騰1h，即制得本發(fā)明所述的固磷材料。
實(shí)施例5高效固磷材料與普通粘土固磷效果的比較分別稱取實(shí)施例1與4中所述的固磷材料0.18g，加入到1mg/L的KH2PO4溶液30mL中，即固磷材料的投加量為6g/L，作為對照，稱取0.18g相對應(yīng)的粘土，加入到1mg/L的KH2PO4溶液30mL中。結(jié)果如圖1所示，在相同投加量的條件下，高效固磷材料的固磷率達(dá)到94％，而海泡石的固磷率為20％，膨潤土僅僅為8％。
實(shí)施例7高效固磷材料在實(shí)際湖水條件下的固磷效果稱取實(shí)例3中所述的固磷材料0.1g，加入到50mL磷濃度為0.05mg/L太湖水中，即固磷材料的投加量為2g/L，作為對照，稱取0.1g相對應(yīng)的粘土，加入到50mL磷濃度為0.05m/L太湖水中。結(jié)果如圖2所示，在相同投加量的條件下，高效固磷材料的固磷率達(dá)到88％，而未經(jīng)改性的只有4％。
實(shí)施例6高效固磷材料的反應(yīng)平衡時間稱取實(shí)施例3中的固磷材料3mg，加入到1mg/L的KH2PO4溶液30mL中，即固磷材料的投加量為0.1mg/L，在25℃，200rpm條件下振蕩，分不同時間測定磷固定率。結(jié)果如圖3所示，在2h以后高效固磷材料的固磷率達(dá)到81％，能夠達(dá)到快速固磷的效果。
權(quán)利要求
1.一種能夠固定天然水體以及湖底沉積物中的磷，從而控制水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象的固磷材料的制備技術(shù)。其特點(diǎn)是采用稀土元素(例如，鑭、鋯等)的氯化鹽、硝酸鹽、或者兩者的混合溶液將粘土改性而制得。
2.一種固定淡水水華、湖底沉積物、以及河道中磷的技術(shù)，是采用權(quán)利要求1所述的固磷材料制備技術(shù)作為固磷技術(shù)的處理技術(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固磷材料制備技術(shù)，其特征在于所述粘土為海泡石、滑石、高嶺土、輕質(zhì)頁巖、陶土、凹凸棒、硅泥、伊利土、云母、斜發(fā)沸石、蒙脫石、輕骨料浮石、白泥、沸石、浮石、搓腳石、火山渣、硅藻土、瓷土以及一般的泥土中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固磷材料制備技術(shù)，其特征在于粘土礦物與稀土元素(例如，鑭、鋯等)的氯化鹽、硝酸鹽、或者兩者的混合溶液的離子交換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固磷材料制備技術(shù)，其特征在于所述的粘土與稀土元素(例如，鑭、鋯等)的氯化鹽、硝酸鹽、或者兩者的混合溶液的固液比例為1∶20～1∶200。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種固定淡水水華、湖底沉積物以及河道中磷的技術(shù)，其特征在于所述固磷材料的用量為0.01～10.0g/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固定天然水體以及湖底沉積物中的磷的材料制備技術(shù)和一種固定淡水水華、湖底沉積物以及河道中磷的技術(shù)。具體的說，是利用稀土元素(例如，鑭、鋯等)的氯化鹽、硝酸鹽、或者是兩者的混合溶液，處理粘土，得到一種高效固磷材料的技術(shù)，并用其固定淡水水華、湖底沉積物以及河道中磷的技術(shù)。本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號C02F1/42GK1686847SQ200510063410
公開日2005年10月26日 申請日期2005年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月7日
發(fā)明者潘綱, 袁憲正 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心