一種去除廢水中總磷的多孔材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種去除廢水中總磷的多孔材料及其制備方法，由孔徑可控的多孔性材料基體構(gòu)成，孔多性材料基體采用金屬氧化物的混合物、無(wú)機(jī)材料及有機(jī)材料經(jīng)混合、制粉、成型、干燥、燒結(jié)工藝制備而成，利用該多孔材料具有對(duì)總磷的高選擇性和吸附效率高、材料本身化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、使用方法簡(jiǎn)單，可以直接鋪灑在過(guò)濾池之內(nèi)或者裝填在過(guò)濾塔柱內(nèi)并且具有使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理、礦山冶煉、電鍍、電子生產(chǎn)、印染制衣行業(yè)中，也可應(yīng)用于城市污水、河流、湖泊和其他地下水的治理，特別適用于對(duì)含總磷濃度較低的廢水進(jìn)行深度處理，使處理水中的總磷可以降低到0.05mg/L優(yōu)于國(guó)家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 GB3838-2002 IV類水體標(biāo)準(zhǔn)要求。
【專利說(shuō)明】一種去除廢水中總磷的多孔材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種去除廢水中總磷的多孔材料及其制備方 法。 技術(shù)背景
[0002] 世界的工業(yè)化進(jìn)程產(chǎn)生了大量的含有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)和生活液 體廢水。常用的生化處理難以將總磷降到目前國(guó)家規(guī)定的地表水排放標(biāo)準(zhǔn)。深度深化處理 和沉淀劑常被用來(lái)進(jìn)一步降低水中的總磷，但效果有限。
[0003] 目前廢水除磷技術(shù)大致包括兩種： 1) 化學(xué)除磷法：使磷成為不溶性固體沉淀物，從廢水中分離； 2) 生物除磷法：使磷以溶解態(tài)被微生物所攝取，與微生物為一體，隨微生物從廢水中 分離。
[0004] 化學(xué)除磷法包括兩種：混凝沉淀法和晶析法。混凝沉淀法適宜處理總磷含量較低 (小于20mg/L )，且廢水中懸浮物（SS )較少的二沉池出水。一般的晶析法是指向含磷廢水中 投加石灰，由于形成氫氧根離子，廢水的pH值上升，與此同時(shí)，廢水中的磷與石灰中的鈣 產(chǎn)生反應(yīng)。實(shí)踐表明，處理廢水中的磷含量隨PH值上升而呈對(duì)數(shù)降低之勢(shì)。這兩種方法較 適 宜作為含有機(jī)物低、且廢水中SS較少的深度除磷工藝，以除磷為主要目的。
[0005] 生物除磷是利用聚磷菌過(guò)量地(在數(shù)量上超過(guò)其生理需要）從廢水中攝取磷，并將 磷以聚合物的形態(tài)貯藏在體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)外，達(dá)到從廢水中除磷的目的。簡(jiǎn) 而言之就是聚磷菌在好養(yǎng)條件下，過(guò)量攝取磷，在厭氧條件下釋放磷。
[0006] 該方法總磷去除率較低，適宜處理低濃度總磷(一般小于50mg/L)廢水，需要在厭 氧-好氧條件下進(jìn)行，操作條件較復(fù)雜，需要定期(泥齡在7天左右）排放污泥，對(duì)有機(jī)物 有一定的去除效果。
[0007] 上述兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，使用時(shí)都具有一定局限性。針對(duì)高有機(jī)物濃度 (COD 1000~5000mg/L )，高磷（TP100~500mg/L )廢水，單獨(dú)使用化學(xué)方法，藥劑耗量大，運(yùn)行成 本高，有機(jī)物難以達(dá)到去除要求；單獨(dú)使用生物方法，難以達(dá)到總磷、有機(jī)物去除要求，效果 不好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種去除廢水總磷的多孔材料及其制備 方法：本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種去除廢水中總磷的多孔材料的制備方法，其多孔材料由孔徑可控的多孔性材料基 體構(gòu)成，其特征在于：所述多孔性材料基體由金屬氧化物、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料經(jīng)下列步驟 制備而成： 步驟一：將金屬氧化物、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料混合制漿的步驟， 步驟二：通過(guò)軋漿、捏揉或噴霧干燥將該材料制成粉末的步驟， 步驟三：將所得的粉末通過(guò)擠壓機(jī)擠壓成球或者機(jī)械滾動(dòng)成球的步驟， 步驟四：將所得呈球狀的原料進(jìn)行干燥的步驟， 步驟五：將干燥后呈球狀的原料進(jìn)行燒結(jié)的步驟。
[0009] 所述無(wú)機(jī)材料選自鉀長(zhǎng)石、膨潤(rùn)土、石英粉、方解石、滑石粉、石墨粉、三聚磷酸鈉、 煤粉、鋁礬土、有機(jī)聚合物材料中的一種或多種。 所述的金屬氧化物為A1203、Fe203、？60、&10、1102、附0乂&0、]\%0中的一種或者多種 混合物。
[0010] 所述的金屬氧化物占原料總量1-55% (重量百分比）。
[0011] 所述的有機(jī)材料為淀粉、碳粉、煤炭中一種或多種混合物。
[0012] 所述的步驟五中，燒結(jié)的步驟是在500-1350°C的溫度下燒結(jié)而成。
[0013] 所述孔徑可控的多孔性材料控制到微米或納米。
[0014] 所述孔徑可控的多孔性材料控制到1-3000 nm。
[0015] 所述所得多孔材料的粒徑為0. I -300mm，孔隙率為18-75%，孔徑為lnm-3000 nm， 比表面積為0. 1-950 m2 /g。
[0016] 本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的應(yīng)用于去除廢水中總磷的多孔材料具有對(duì)總 磷的高選擇性和吸附效率高、材料本身化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、使用方法簡(jiǎn)單，可以直 接鋪灑在過(guò)濾池之內(nèi)或者裝填在過(guò)濾塔柱內(nèi)并且具有使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于 工業(yè)廢水處理、礦山冶煉、電鍍、電子生產(chǎn)、印染制衣行業(yè)中，也可應(yīng)用于城市污水、河流、湖 泊和其他地下水的治理，特別適用于對(duì)含總磷濃度較低的廢水進(jìn)行深度處理，使處理水中 的總磷可以降低到0. 05mg/L優(yōu)于國(guó)家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838-2002 IV類水體標(biāo) 準(zhǔn)要求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例3優(yōu)化組合的除磷實(shí)驗(yàn)裝置。
[0018] 圖2為優(yōu)化材料組合中TP和NH3-N隨過(guò)水量變化曲線的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于 說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0020] 實(shí)施例1 一種應(yīng)用于去除廢水中總磷的多孔材料的制備方法包括以下步驟： 多孔性材料基體的制備：稱取氧化鋁5千克、鉀長(zhǎng)石1千克、膨潤(rùn)土 50千克、石英粉2 千克、方解石〇. 5千克、滑石粉0. 5千克、石墨粉2. 5千克，再加水、球、分散劑，分散劑為三 聚磷酸鈉，它們配比為料：水：球：分散劑=1 : 0.8 : 2 : 0.003,然后一起放入球磨罐里 面進(jìn)行球磨18小時(shí)；把球磨完成的漿料過(guò)300目篩網(wǎng)，倒入不銹鋼盤內(nèi)，然后一起放入烘箱 進(jìn)行烘干；把干燥完成的泥粉通過(guò)擠壓機(jī)進(jìn)行成型成球，把球放入烘箱干燥，干燥水分低于 0. 8%，最后使用電爐燒成； 實(shí)施例2 多孔性材料基體的制備：稱取稱取CaO 1千克、氧化鋁1千克、鉀長(zhǎng)石3千克、膨潤(rùn)土 5千克、石英粉3千克、方解石1. 5千克、石墨粉3. 5千克，然后再加水、球，它們配比為料： 水：球=1 : 0.8 : 2, 一起放入球磨罐里面進(jìn)行球磨18小時(shí)；把球磨完成的漿料過(guò)300目 篩網(wǎng)，倒入不銹鋼盤內(nèi)，然后一起放入烘箱進(jìn)行烘干；把干燥完成的泥粉通過(guò)機(jī)械滾動(dòng)成 球，把球放入烘箱干燥，干燥水分低于0. 8%，最后使用電爐燒成。從而合成多孔材料。該多 孔材料的比表面為220m2/g，平均孔徑為25nm。
[0021] 本項(xiàng)目進(jìn)水為某污水處理廠排放的尾水， 表1進(jìn)水水質(zhì)表(除PH、糞大腸菌群，單位均為mg/L)

【權(quán)利要求】
1. 一種去除廢水中總磷的多孔材料的制備方法，其多孔材料由孔徑可控的多孔性材料 基體構(gòu)成，其特征在于：所述多孔性材料基體由金屬氧化物、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料經(jīng)下列步 驟制備而成： 步驟一：將金屬氧化物、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料混合制漿的步驟， 步驟二：通過(guò)軋漿、捏揉或噴霧干燥將該材料制成粉末的步驟， 步驟三：將所得的粉末通過(guò)擠壓機(jī)擠壓成球或者機(jī)械滾動(dòng)成球的步驟， 步驟四：將所得呈球狀的原料進(jìn)行干燥的步驟， 步驟五：將干燥后呈球狀的原料進(jìn)行燒結(jié)的步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述無(wú)機(jī)材料選自鉀長(zhǎng)石、膨潤(rùn)土、 石英粉、方解石、滑石粉、石墨粉、三聚磷酸鈉、煤粉、鋁礬土、有機(jī)聚合物材料中的一種或多 種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的金屬氧化物為A1203、Fe203、 FeO、CuO、Ti02、NiO、CaO、MgO中的一種或者多種混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述的金屬氧化物占原料總量1-55% (重量百分比)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的有機(jī)材料為淀粉、碳粉、煤炭 中一種或多種混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的步驟五中，燒結(jié)的步驟是在 500-1350°C的溫度下燒結(jié)而成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述孔徑可控的多孔性材料控制到 微米或納米。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述孔徑可控的多孔性材料控制到 1-3000 nm〇
9. 一種由權(quán)利要求1-8任一所述的制備方法所得的多孔材料，其特征在于：所述多孔 材料的粒徑為〇? 1 -300mm，孔隙率為18-75%，孔徑為lnm-3000 nm，比表面積為0? 1-950 m2 /go
【文檔編號(hào)】B01J20/22GK104475037SQ201410726467
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】奉向東 申請(qǐng)人:格豐科技材料有限公司