CN102205229B

CN102205229B - 一种除磷吸附剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102205229B
Application number: CN201110132519.1A
Authority: CN
Inventors: 谢晶晶; 陈天虎; 李平; 束松林; 钱家忠
Original assignee: Hefei University of Technology
Current assignee: Hefei University of Technology
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2031-05-23
Also published as: CN102205229A

Abstract

本发明公开了一种除磷吸附剂及其制备方法，其中除磷吸附剂为粒径1-30mm的水泥水化产物；其制备方法是将水泥或失效水泥加水水化，造粒后即得产物，或将混凝土废弃物造粒得到产物。本发明吸附剂具有对磷的高效吸附作用，吸附容量大(＞5P mg/g)，除磷处理效率高(＞97％，出水磷浓度小于0.02mg/L)。

Description

一种除磷吸附剂及其制备方法

一、技术领域

本发明涉及水深度除磷处理的材料及其制备，具体地说是一种除磷吸附剂及其制备方法。

二、背景技术

随着水污染的加剧，我国地面水体普遍发生富营养化。这就要求对污水进行更严格的除磷处理。生活污水处理二级出水即使达到了一级A标准，其中的磷浓度仍然在0.3-0.5mg/L，是地面三类水体标准磷浓度的15-25倍。一些受到农业面源污染或者城市生活污水污染的河流水体磷浓度经常达到1mg/L以上。很多城市景观水体中的磷浓度也经常达到0.3-3mg/L。生活污水处理二级出水、河流水体、城市景观水中微量磷是水体发生富营养化的主要磷源，这些微量磷主要以正磷酸盐的形式存在。

对水中微量磷的深度处理普遍采用吸附法处理，目前存在的问题是除磷吸附剂对低浓度磷的吸附容量低，廉价高效吸附除磷材料仍然有待开发。向水中添加絮凝、沉淀剂，然后过滤截留沉淀去除水中的磷，也是目前一些污水处理厂生产再生水的方法，但是处理成本高仍然是主要技术瓶颈。开发廉价的高效吸附材料和处理工艺是解决水体富营养化问题的重要环节。

三、发明内容

本发明是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种制备方法简单、成本低的除磷吸附剂及其制备方法。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种除磷吸附剂的特点在于：所述除磷吸附剂为粒径1-30mm的水泥水化产物。

本发明一种除磷吸附剂的特点也在于：所述除磷吸附剂中水泥水化产物的质量为10-90％，余量为包含砂子、石子的混凝土骨料。

本发明除磷吸附剂的制备方法的特点在于按以下步骤操作：

向水泥中加水，水泥与水的质量比1∶1-5，用球盘成型机、或者挤压成型机成型为3-10mm的颗粒，常温静置不少于10天，静置过程中不断向所得颗粒表面喷水使颗粒表面保持润湿，水泥与水发生水化反应形成水泥水化产物，并具有强度。

本发明除磷吸附剂的制备方法的特点在于按以下步骤操作：

向失效已结块的水泥中加水浸泡不少于24小时，沥干水后破碎、筛分得到粒径1-10mm的颗粒。

本发明除磷吸附剂的制备方法的特点在于按以下步骤操作：

将水泥水化产物的质量含量为10-90％的混凝土废弃物破碎、筛分，得到粒径1-30mm的颗粒。

本发明除磷吸附剂的制备方法的特点也在于：所述混凝土废弃物为施工产生的废弃混凝土、拆除建筑产生的废弃混凝土或废弃加气混凝土。

水泥的主要成分是硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸钙、铁铝酸钙、硫铝酸钙，这些水泥组分与水发生水化反应形成稳定的相应水化产物，制备的颗粒才能有一定的强度，发明人经过大量探索性实验研究发现，水泥水化产物对水中微量磷酸根有很强的选择性化学吸附作用。

本发明除磷吸附剂的使用方法：

将待处理的含低浓度磷(＜1P mg/L)的水滤过本吸附剂，水力停留时间大于1h，出水磷浓度达到地面水体三类标准。

与现有技术相比本发明的有益效果体现在：

1、本发明吸附剂具有对磷的高效吸附作用，吸附容量大(＞5P mg/g)，除磷处理效率高(＞97％，出水磷浓度小于0.02mg/L)。

2、本发明吸附剂制备使用的原料为水泥，或者失效水泥，或者废弃混凝土，成本低廉，原料来源丰富。

3、本发明可以使用建筑渣土堆场作为固磷、除磷场所。

四、附图说明

图1以水泥为原料球盘成型材料照片。

图2以失效水泥为原料破碎、筛分获得颗粒材料照片。

图3失效水泥制备除磷吸附剂除磷效果(水力停留时间0.5h)。

五、具体实施方式

非限定实施例叙述如下。

实施例1：

本实施例除磷吸附剂中水泥水化产物的质量为90％，余量为砂子、石子等混凝土骨料。

本实施例除磷吸附剂的制备方法：选择强度标号为425的水泥，按照水泥与水质量比1∶2的比例加水混合，用球盘成型机成型为颗粒，静置48小时后，喷水保湿养护28天。

本实施例制备的除磷吸附剂粒径约3-5mm(图1)；表观密度为2130g/cm³；28天颗粒强度大于110N。

水处理方法：将本实施例制备得到的材料装填入直径100mm、高度1000mm的试验柱，填料有效高度800mm。配制磷浓度0.5mg/L的模拟水，以水力停留时间2小时运行。出水磷浓度保持在0.02mg/L下，磷去除率97％，出水磷浓度达到地面水体三类标准。

实施例2：

本实施例除磷吸附剂中水泥水化产物的质量为10％，余量为砂子、石子等混凝土骨料。

本实施例除磷吸附剂的制备方法：将存放超过6个月已经硬化的过期失效425号水泥，加水浸泡48小时，进一步完成水化，沥干水后破碎、筛分，获得粒径1-2mm的颗粒材料(图2)。水泥会与水反应，保证足够的水分，使之处于潮湿状态，24小时水泥完成初凝，水化7天大约达到其最终强度的50％，一般养护30天基本达到其最大强度。堆积密度900g/cm³；28天颗粒强度大于35N。

水处理方法：将本实施例制备得到的材料装填入直径30mm、高度1000mm的试验柱，填料有效高度800mm。配制磷浓度0.5mg/L的模拟水，以水力停留时间1小时运行。出水磷浓度保持在0.02mg/L下，磷去除率97％，出水磷浓度达到地面水体三类标准。

实施例3：

本实施例除磷吸附剂中水泥水化产物的质量为50％，余量为砂子、石子等混凝土骨料。

本实施例除磷吸附剂的制备方法：将拆除建筑产生的废弃混凝土渣土破碎至粒径小于300mm。将该材料堆在200*200*800的池中，以富营养化的水(含磷浓度2mg/L)滤过该材料，检测出水磷浓度，出水磷浓度保持在0.02mg/L下，磷去除率97％，出水磷浓度达到地面水体三类标准。

Claims

1.一种除磷吸附剂，其特征在于：所述除磷吸附剂的粒径为1-30mm；

所述除磷吸附剂是按以下方法制备得到的除磷吸附剂：

向水泥中加水，水泥与水的质量比1:1-5，用球盘成型机、或者挤压成型机成型为3-10mm的颗粒，常温静置不少于10天，静置过程中不断向所得颗粒表面喷水使颗粒表面保持润湿，水泥与水发生水化反应形成水泥水化产物，并具有强度；

所述除磷吸附剂用以去除低浓度含磷废水中的磷，所述低浓度含磷废水中的磷浓度＜1mg/L。