CN100528768C - 工业废渣基复合除磷材料 - Google Patents

Abstract

工业废渣基复合除磷材料是一种用于污(废)水处理的高效除磷材料，属水污染防治的技术领域。该材料包括粉煤灰、钢渣、粘结剂，该材料占复合除磷材料的总质量的质量比组分为：粉煤灰75%-85%，钢渣10%-20%，粘结剂3%-15%，其中：粘结剂为水泥、水玻璃、石膏、生石灰粉、矿渣或粘土。所述材料组分中还可加入发泡剂。所述复合除磷材料成型时采用冷法养护或热法烧结。本发明不仅能够保护环境、实现废弃物的资源化，还能取得良好的社会效益和经济效益。

Description

工业废渣基复合除磷材料

技术领域

本发明是一种用于污(废)水处理的高效除磷材料，属水污染防治的技术领域。

背景技术

磷是导致水体富营养化的主要因素。同时，磷也是生命体不可或缺的营养元素，是一种难以再生、日益枯竭的资源。

目前污水中磷的去除方法主要有生物法和化学法。生物法除磷工艺复杂，且出水稳定性较差；化学法除磷虽处理效果好，但应用的除磷(药剂)材料多为石灰、铝盐、铁盐、亚铁盐及镁盐等工业产品，由于除磷药剂费用较高、污泥量较大，造成了该法在实际生产应用中的瓶颈。已有的研究表明，开发出对磷吸附能力强、具有一定强度和化学稳定性、水流阻力小、经济效益好的高效除磷材料，并应用到各种污(废)水的化学除磷工艺中，将污水中的磷富集并分离出来，是保证污水除磷效果、实现磷资源再循环利用的重要手段。

钢渣、煤渣、粉煤灰等废渣是冶金、电力等行业排放的固体废弃物。这些废弃物的大量堆置不仅浪费土地资源，且容易造成环境污染。目前我国钢渣的年排放量达1600万吨以上，粉煤灰的年排放量约为1100万吨，但其循环利用率仅为10％左右。这些废渣主要被用作筑路材料、回填材料、制砖材料等低附加值的利用模式。

目前利用工业废料成功复配出适合污水处理工艺使用的高效除磷材料，并以此实现磷资源的再循环利用国内尚未见报道。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种工业废渣基复合除磷材料，通过该高效除磷材料的使用，可以使污(废)水排放之磷浓度达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级(A)标准，减轻水体富营养化状况，改善区域生态环境。通过对本发明材料的开发、生产、应用及最终处置，可实现工业废弃物的再利用及资源化，并追加了废物利用的附加值，降低了磷资源的回收成本，不仅能够保护环境、实现废弃物的资源化，还能取得良好的社会效益和经济效益。

技术方案：本发明认为，钢渣、煤渣、粉煤灰等工业废渣颗粒不仅具有巨大的比表面积，而且含有大量的Ca、Al、Fe等金属氧化物，对水体中的磷具有较强的吸附与反应能力。根据除磷特性，本发明因地制宜地利用若干种工业废渣为主要原料，开发复配出了便于应用的、具有一定强度、孔隙率及合适pH值的高效除磷材料，通过该高效除磷材料的使用，可以使污(废)水排放之磷浓度达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级(A)标准，减轻水体富营养化状况，改善区域生态环境。

本发明的组分为：

粉煤灰       (质量比)：75％-85％

钢渣(70~90目)(质量比)：10％-20％

粘结剂       (质量比)：3％-15％

其中：粘结剂为水泥、水玻璃、石膏、生石灰粉、矿渣或粘土，

上述材料组分还可加入一定比例的发泡剂。

上述材料成型时采用冷法养护或热法烧结。

有益效果：通过该高效除磷材料的使用，可以使污废水排放之磷浓度达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级(A)标准，减轻水体富营养化状况，改善区域生态环境。

通过对该新型高效除磷材料的开发、生产、应用及最终处置，可实现工业废弃物的资源化，并追加了废物利用的附加值，降低了磷资源的回收成本。

本发明创新之处在于：因地制宜地利用若干种工业废渣开发出适合污水处理工艺或富营养化湖泊水体修复的高效除磷材料。吸附饱和后的除磷材料因具有较高的含磷量，可直接作为肥料或土壤改良材料，以此实现磷资源的再循环利用。

本发明不仅能够保护环境、实现废弃物的资源化，还能取得良好的社会效益和经济效益。

具体实施方式

本发明的组分为：

粉煤灰       (质量比)：75％-85％

钢渣(70~90目)(质量比)：10％-20％

粘结剂       (质量比)：3％-15％；

最佳值的各组分之和(质量比)：

粉煤灰       (质量比)：82％

钢渣(70~90目)(质量比)：12％

粘结剂       (质量比)：6％

其中：粘结剂为水泥、水玻璃、石膏、生石灰粉、矿渣或粘土，

上述材料组分还可加入一定比例的发泡剂，如植物性水泥发泡剂、混凝土(水泥)发泡剂、水泥微沫剂、甘蔗渣、可溶性淀粉等。

上述材料成型时采用冷法养护或热法烧结：

冷法工艺

室温大于5摄氏度时，小球成型后24h内进行覆盖，成型后6～8h起进行洒水养护；覆盖物可用麻袋、草帘等，浇水以保持球体湿润为准，养护用水应与搅拌用水相同。养护期约为2～3天。养护期间不得踩踏球体。

热法工艺

其基本工艺参数：生料成型后放入炉腔，缓慢升温至100℃时，保温60分钟，让生料中的物理水分蒸发；升温至600℃时，保温30分钟，矿物脱去结晶水。继续升温至1150～1180℃，保温30～40分钟，停止加热，通过自然冷却至常温。实验证明，温度低于1150℃，部分球体生烧，温度高于1200℃，出现过烧现象。

(1)粉煤灰(质量比)：

比例上限：85％

比例下限：75％

比例最佳点：82％

(2)钢渣(90目)(质量比)：

比例上限：20％

比例下限：10％

比例最佳点：12％

(3)粘结剂(质量比)：

比例上限：15％

比例下限：3％

比例最佳点：6％。

Claims (2)

1.一种工业废渣基复合除磷材料，其特征在于该材料包括粉煤灰、钢渣、粘结剂，各组分占复合除磷材料的总质量的质量比为：

粉煤灰    75％-85％

钢渣      10％-20％

粘结剂    3％-15％

其中：粘结剂为水泥、水玻璃、石膏、生石灰粉、矿渣或粘土；所除的磷为污/废水中的磷，所述复合除磷材料成型时采用冷法养护或热法烧结。

2.根据权利要求1所述的工业废渣基复合除磷材料，其特征在于所述材料组分中还加入发泡剂。