專利名稱：一種鍋爐廢渣基復(fù)合脫磷材料及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐廢渣基復(fù)合脫磷材料及其應(yīng)用方法，特別涉及處理磷含量在50mg/L 150mg/L的含磷廢水,屬于水污染防治技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磷是導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素。同時(shí)，磷也是生命體不可或缺的營(yíng)養(yǎng)元素，是一種難以再生、日益枯竭的資源。目前污水中磷的去除方法主要有生物法和化學(xué)法。生物法除磷工藝復(fù)雜，且出水穩(wěn)定性較差；化學(xué)法除磷雖然處理效果好，但應(yīng)用的除磷(藥劑)材料多為石灰、鋁鹽、鐵鹽、亞鐵鹽及鎂鹽等工業(yè)產(chǎn)品，由于除磷藥劑費(fèi)用較高、污泥量較大，造成了該法在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的瓶頸。已有的研究表明，開(kāi)發(fā)出對(duì)磷吸附能力強(qiáng)、具有一定強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性、 水流阻力小、密度小、孔隙率大、經(jīng)濟(jì)效益好的高效除磷材料，并應(yīng)用到各種污(廢)水的化學(xué)除磷工藝中，將污水中的磷富集并分離出來(lái)，是保證污水除磷效果、實(shí)現(xiàn)磷資源再循環(huán)利用的重要手段。鋼渣、煤渣、粉煤灰等廢渣是冶金、電力等行業(yè)排放的固體廢棄物。這些廢棄物的大量堆置不僅浪費(fèi)土地資源，且容易造成環(huán)境污染。目前我國(guó)鋼渣的年排放量達(dá)1600萬(wàn)噸以上，粉煤灰的年排放量約為1100萬(wàn)噸，但其循環(huán)利用率僅為10%左右。這些廢渣主要被用作筑路材料、回填材料、制磚材料等低附加值的利用模式。目前，利用工業(yè)廢料，加入適宜、適量發(fā)泡劑并輔以粘結(jié)劑等添加劑，復(fù)配出適合污水處理工藝使用的高效除磷材料，并以此實(shí)現(xiàn)磷資源的再循環(huán)利用國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鍋爐廢渣基復(fù)合脫磷材料及其應(yīng)用方法，通過(guò)該高效脫磷材料的使用，可以使污水排放出來(lái)的磷濃度低于國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)(A)標(biāo)準(zhǔn)，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。本發(fā)明的技術(shù)方案是脫磷材料的制備步驟為
(1)分別取質(zhì)量比為60% 80 %的粉煤灰、20 % 30 %的爐底渣、5 % 15 %的粘連劑粉碎成料；
(2)生料成型后放入爐腔，緩慢升溫至110°C，保溫40分鐘，讓生料中的物理水分蒸
發(fā)；
(3)再升溫至900°C時(shí)，保溫35分鐘，礦物脫去結(jié)晶水；
(4)采用加入I% 5%的有機(jī)酸，浸泡10 30分鐘，再繼續(xù)升溫至1270°C 1800°C，保溫35 45分鐘，停止加熱，得到燒結(jié)體，自然冷卻至常溫；
(5)再將其燒結(jié)體經(jīng)粉碎、過(guò)篩得到80 100目的顆粒物質(zhì)。所述的粘連劑是水泥灰、生石膏、水玻璃、熟石灰中的一種或兩種。所述的有機(jī)酸是琥珀酸、酮戊二酸、草酰乙酸、環(huán)丙乙酸、2-氨基-6-甲基苯甲酸、4-乙氧基苯乙酸、乙烯基磺酸中的一種或兩種。本發(fā)明的應(yīng)用方法為將得到80 100目的顆粒物質(zhì)按質(zhì)量比為2%。 6%。加入到磷濃度為50mg/L 150mg/L的廢水中，攪拌反應(yīng)20 35min后，靜置沉淀，固液分離，上清液排放，經(jīng)一次處理后水中殘留磷離子濃度小于O. 08mg/L，低于國(guó)家規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，去除率高達(dá)99%以上。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的脫磷材料不僅能夠保護(hù)環(huán)境，還使污水排放之磷濃度低于國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)(A)標(biāo)準(zhǔn)，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境；通過(guò)對(duì)該發(fā)明的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)以及應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢棄物的資源化，并追加了廢物利用的附加值，降低了磷資源的回收成本；該方法操作簡(jiǎn)單、處理性能穩(wěn)定高效、運(yùn)行費(fèi)用低廉，脫磷效率高。
具體實(shí)施例方式實(shí)例I :取質(zhì)量比為60%的粉煤灰、30%的爐底渣、10%的水泥灰粉碎成料；在生料成型后放入爐腔，緩慢升溫至110°c，保溫40分鐘，讓生料中的物理水分蒸發(fā)；再升溫至900°C時(shí)，保溫35分鐘，礦物脫去結(jié)晶水；采用加入I %的琥珀酸，浸泡10分鐘，再繼續(xù)升溫至1270°C，保溫35分鐘，停止加熱，得到燒結(jié)體，自然冷卻至常溫；再將其燒結(jié)體經(jīng)粉碎、過(guò)篩得到80目的顆粒物質(zhì)；將得到的80目的顆粒物質(zhì)按質(zhì)量比為2%。加入到磷濃度為50mg/L的廢水中，攪拌反應(yīng)20min后，靜置沉淀，固液分離，上清液排放，經(jīng)一次處理后水中殘留磷離子濃度為O. 08mg/L，低于國(guó)家規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，去除率高達(dá)99. 84%。實(shí)例2 :取質(zhì)量比為70%的粉煤灰、25%的爐底渣、5%的生石膏粉碎成料；生料成型后放入爐腔，緩慢升溫至110°c，保溫40分鐘，讓生料中的物理水分蒸發(fā)；再升溫至900°C時(shí)，保溫35分鐘，礦物脫去結(jié)晶水；采用加入3%的β-酮戊二酸，浸泡20分鐘，再繼續(xù)升溫至1520°C，保溫40分鐘，停止加熱，得到燒結(jié)體，自然冷卻至常溫；再將其燒結(jié)體經(jīng)粉碎、過(guò)篩得到90目的顆粒物質(zhì)。將得到90目的顆粒物質(zhì)按質(zhì)量比為4%。加入到磷濃度為IOOmg/L的廢水中，攪拌反應(yīng)30min后，靜置沉淀，固液分離，上清液排放，經(jīng)一次處理后水中殘留磷離子濃度為O. 05mg/L，低于國(guó)家規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，去除率高達(dá)99. 95%。實(shí)例3 :取質(zhì)量比為75%的粉煤灰、20%的爐底渣、5%的水玻璃粉碎成料；生料成型后放入爐腔，緩慢升溫至110°c，保溫40分鐘，讓生料中的物理水分蒸發(fā)；再升溫至900°C時(shí)，保溫35分鐘，礦物脫去結(jié)晶水；采用加入5%的草酰乙酸，浸泡30分鐘，再繼續(xù)升溫至 1800°C，保溫45分鐘，停止加熱，得到燒結(jié)體，自然冷卻至常溫；再將其燒結(jié)體經(jīng)粉碎、過(guò)篩得到100目的顆粒物質(zhì)。將得到100目的顆粒物質(zhì)按質(zhì)量比為6%。加入到磷濃度為150mg/L的廢水中，攪拌反應(yīng)35min后，靜置沉淀，固液分離，上清液排放，經(jīng)一次處理后水中殘留磷離子濃度為O. 03mg/L，低于國(guó)家規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，去除率高達(dá)99. 98%以上。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐廢渣基復(fù)合脫磷材料及其應(yīng)用方法，其特征在于脫磷材料的制備步驟為 (1)分別取質(zhì)量比為60% 80 %的粉煤灰、20 % 30 %的爐底渣、5 % 15 %的粘連劑粉碎成料； (2)生料成型后放入爐腔，緩慢升溫至110°C，保溫40分鐘，讓生料中的物理水分蒸發(fā)； (3)再升溫至900°C時(shí)，保溫35分鐘，礦物脫去結(jié)晶水； (4)采用加入I% 5%的有機(jī)酸，浸泡10 30分鐘，再繼續(xù)升溫至1270°C 1800°C，保溫35 45分鐘，停止加熱，得到燒結(jié)體，自然冷卻至常溫； (5)再將其燒結(jié)體經(jīng)粉碎、過(guò)篩得到80 100目的顆粒物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鍋爐廢渣基復(fù)合脫磷材料及其應(yīng)用方法，其特征在于所述的粘連劑是水泥灰、生石膏、水玻璃、熟石灰中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鍋爐廢渣基復(fù)合脫磷材料及其應(yīng)用方法，其特征在于所述的有機(jī)酸是琥珀酸、^ -酮戊二酸、草酰乙酸、環(huán)丙乙酸、2-氨基-6-甲基苯甲酸、4-乙氧基苯乙酸、乙烯基磺酸中的一種或兩種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鍋爐廢渣基復(fù)合脫磷材料及其應(yīng)用方法，該發(fā)明通過(guò)選取粉煤灰、爐底渣、粘連劑粉生料成型后放入爐腔，升溫、保溫、礦物脫去結(jié)晶水，再加入有機(jī)酸得到燒結(jié)體，經(jīng)粉碎、過(guò)篩得到脫磷材料。本發(fā)明的脫磷材料不僅能夠保護(hù)環(huán)境，而且除磷效果顯著，經(jīng)一次處理后水中殘留磷離子濃度小于0.08mg/L，低于國(guó)家規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，去除率高。
文檔編號(hào)C02F1/58GK102976460SQ20121053233
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者徐煒 申請(qǐng)人:常州大學(xué)