CN102728311A - 一种用于含磷废水处理的改性粉煤灰吸附剂的制备方法 - Google Patents

一种用于含磷废水处理的改性粉煤灰吸附剂的制备方法 Download PDF

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宋功武
王仁宗
何瑜
钟书华
沙淮丽
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Hubei Forbon Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种用于含磷废水处理的改性粉煤灰吸附剂的制备方法，将粉煤灰经过碱改和酸改过程后与吸附助剂混合得到改性粉煤灰吸附剂。利用本发明制备的改性粉煤灰对浓度为25mg/L的含磷废水进行处理，效果显著，可以达到国家一级排放标准。相对于传统的方法，这种处理方法具有合理利用资源、降低消耗、省时省力、效果显著的优点，为粉煤灰的综合利用及防治水体富营养化提供了新思路。

Description

一种用于含磷废水处理的改性粉煤灰吸附剂的制备方法
技术领域
本发明涉及环境领域，特别涉及一种用于含磷废水处理的改性粉煤灰吸附剂制备方法。
背景技术
随着经济的快速发展和人口的增加，各类污水的排放量不断的在增加，使得含有大量水生生长的必需元素的污水排入水体，造成水生生物在短期类大量繁殖，从而造成水体的富营养化问题。水体的富营养化问题如果不及时控制，将会造成水体生态失衡，将对生态环境造成巨大的损失。
一般认为，过量的氮、磷营养盐是造成水体富营养化的主要因素，而多数富营化水体中的控制因素为磷。研究表明，当N/P的比为6～15时，最适合藻类的繁殖，当磷的含量明显低于这个比值时，氮浓度的高低对藻类生长的影响并不明显，这是因为相比氮磷这两种重要的营养物质，水生生物特别是藻类对磷更为敏感。由此可见，控制水体中磷的含量，比控制氮含量更有实际意义，磷是影响营养化乃至赤潮发生的决定性因素，因此废水除磷对于环境保护和生态平衡，具有重大意义。
粉煤灰是煤或煤粉燃烧后的细粒分散状残余物, 主要来源于排出的工业废渣。随着经济的飞速发展, 煤炭用量增加, 粉煤灰排放量也与日俱增。当今发达国家粉煤灰大多已经商品化和资源化，美国已经将粉煤灰列为12种固体资源的第七种，欧洲部分国家综合利用率已达到100%。我国是世界煤炭消耗量最大的国家，但是我国的粉煤灰利用率仅为25%，因此，扩大粉煤灰的综合利用也是大势所趋。
发明内容
本发明目的为了克服环境保护中使用的传统方法的不足，提供一种用于含磷废水处理的改性粉煤灰吸附剂的制备方法，利用燃料厂排出的工业废渣——粉煤灰为原材料，制备出改性粉煤灰吸附剂，利用改性粉煤灰吸附剂对含磷废水进行处理。相对于传统的方法，这种利用改性粉煤灰吸附剂对含磷废水进行处理的方法具有：合理利用资源、降低消耗、省时省力、效果显著的优点；同时，以粉煤灰为主要原材料，不仅可以节约化工原料，同时具有原料来源广泛、造价低廉的优势，更为粉煤灰的综合利用及防治水体富营养化提供了新思路。
本发明技术方案为：
一种用于含磷废水处理的改性粉煤灰吸附剂的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
1) 将粉煤灰与摩尔浓度为1～5 mol/L的氢氧化钠溶液按固液重量比1:1～10混合均匀，将混合液缓缓倒入反应釜中，于100～180 ℃下反应8～48小时；
2) 反应产物用去离子水清洗干净，于80℃下烘干；
3) 烘干后的粉体与摩尔浓度为1～5 mol/L的硫酸溶液按固液重量比为1:1～10混合均匀，于常温下搅拌反应1～5小时；
4) 将步骤3)中的混合液用去离子水清洗干净后，于80℃下烘干，得到处理后的粉煤灰粉体；
5) 处理后的粉煤灰粉体与吸附助剂按1000:1～9的重量比混合均匀，得到改性粉煤灰吸附剂。
所述步骤5)中的吸附助剂为氧化钙、氧化镁或聚合氯化铝。
利用本发明制备的改性粉煤灰吸附剂，在含磷废水pH3－10，浓度为25 mg/L的含磷废水进行处理，按照磷与改性粉煤灰质量比为1:100－200投加进行处理，接触时间1h，磷去除率大于91%，效果显著，可以达到国家一级排放标准。
本发明的优点及积极效果：本发明提供的制备方法不需要苛刻的设备条件、操作安全简便、原料简单且生产成本较低、工艺重现性好、可操作性强、处理条件简单、能够实现放大生产。同时，利用粉煤灰为原材料以及处理含磷废水，对保护水环境有着十分积极的意义，该处理方法经济简单，具有良好的社会效益和经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
一种用于含磷废水处理的改性粉煤灰吸附剂的制备方法：
1) 将粉煤灰与摩尔浓度为1 mol/L的氢氧化钠溶液按固液重量比1:2混合均匀，将混合液缓缓倒入反应釜中，于100℃下反应48小时。
2) 反应产物用去离子水清洗干净，于80℃下烘干。
3) 烘干后的粉体与摩尔浓度为2 mol/L的硫酸溶液按固液重量比为1:2混合均匀，于常温下搅拌反应2小时；
4) 将步骤3)中的混合液用去离子水清洗干净后，于80℃下烘干，得到处理后的粉煤灰粉体。
5) 处理后的粉煤灰粉体与聚合氯化铝按1000:6的重量比混合均匀，得到改性粉煤灰吸附剂。
6）取制备的改性粉煤灰吸附剂10克对含磷浓度为25mg/L的1000g含磷废水进行处理，接触时间1h，按GB 11893-89测定处理后的废水的含磷浓度为2mg/L，磷去除率为92%。
实施例2
一种用于含磷废水处理的改性粉煤灰吸附剂的制备方法：
1) 将粉煤灰与摩尔浓度为2 mol/L的氢氧化钠溶液按固液重量比1:10混合均匀，将混合液缓缓倒入反应釜中，于120℃下反应30小时。
2) 反应产物用去离子水清洗干净，于80℃下烘干。
3) 烘干后的粉体与摩尔浓度为5 mol/L的硫酸溶液按固液重量比为1:1混合均匀，于常温下搅拌反应5小时；
4) 将步骤3)中的混合液用去离子水清洗干净后，于80℃下烘干，得到处理后的粉煤灰粉体。
5) 处理后的粉煤灰粉体与氧化钙按1000:1的重量比混合均匀，得到改性粉煤灰吸附剂。
6）取制备的改性粉煤灰吸附剂10克对含磷浓度为25mg/L的2000g含磷废水进行处理，接触时间1h，按GB 11893-89测定处理后的废水的含磷浓度为2.25 mg/L，磷去除率为91%。
实施例3
一种用于含磷废水处理的改性粉煤灰吸附剂的制备方法：
1) 将粉煤灰与摩尔浓度为5 mol/L的氢氧化钠溶液按固液重量比1:1混合均匀，将混合液缓缓倒入反应釜中，于180℃下反应8小时。
2) 反应产物用去离子水清洗干净，于80℃下烘干。
3) 烘干后的粉体与摩尔浓度为1mol/L的硫酸溶液按固液重量比为1:10混合均匀，于常温下搅拌反应1小时；
4) 将步骤3)中的混合液用去离子水清洗干净后，于80℃下烘干，得到处理后的粉煤灰粉体。
5) 处理后的粉煤灰粉体与氧化镁按1000:9的重量比混合均匀，得到改性粉煤灰吸附剂。
6）取制备的改性粉煤灰吸附剂10克对含磷浓度为25mg/L的1500g含磷废水进行处理，接触时间1h，按GB 11893-89测定处理后的废水的含磷浓度为1.75 mg/L，磷去除率为93%。

Claims (2)

1.一种用于含磷废水处理的改性粉煤灰吸附剂的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
1) 将粉煤灰与摩尔浓度为1～5 mol/L的氢氧化钠溶液按固液重量比1:1～10混合均匀，将混合液缓缓倒入反应釜中，于100～180 ℃下反应8～48小时；
2) 反应产物用去离子水清洗干净，于80℃下烘干；
3) 烘干后的粉体与摩尔浓度为1～5 mol/L的硫酸溶液按固液重量比为1:1～10混合均匀，于常温下搅拌反应1～5小时；
4) 将步骤3)中的混合液用去离子水清洗干净后，于80℃下烘干，得到处理后的粉煤灰粉体；
5) 处理后的粉煤灰粉体与吸附助剂按1000:1～9的重量比混合均匀，得到改性粉煤灰吸附剂。
2.根据权利要求1所述的用于含磷废水处理的改性粉煤灰吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤5)中的吸附助剂为氧化钙、氧化镁或聚合氯化铝。
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