CN102773084A - 一种去除废水中含磷物质化学吸附材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种去除废水中含磷物质化学吸附材料的制备方法，属于废水处理领域。本发明先把菱镁矿磨成粉末，经酸洗、碱浸后，生成沉淀，与聚合有机物3～4％聚丙烯腈，15～20％聚己内酰胺和发泡剂3～4％偶氨氮基苯溶液混合，在压力为2.0～3.0MPa，温度为90℃～100℃条件下生成有游离态Mg²⁺存在的吸附材料，本发明应用方法为先用磷酸浸泡吸附材料，再把吸附材料作为填料放入吸附塔；然后让含铵根离子废水流过，在填料塔与吸附材料发生化学反应，最后生成白色结晶体磷酸铵镁。该吸附材料不仅避免了副反应的影响，而且得到了纯度较高的磷酸盐沉淀。避免了传统化学沉淀方法带来的二次污染问题。

Description

一种去除废水中含磷物质化学吸附材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种去除废水中含磷物质化学吸附材料的制备方法，属于废水处理领域。

背景技术

一般利用化学沉淀法除磷，是生产磷酸铵镁沉淀，需要加入镁盐和铵根离子，由于废水中存在其它离子，这样减少了直接反应离子的碰撞几率，产生微小沉淀颗粒准平衡现象，造成表观溶度积大大高于真实溶度积，为了达到磷酸盐沉淀的形成条件，需要投加的金属离子沉淀剂浓度往往大于正常溶度积1-2个数量级，因此，药剂费用较高，由此造成残留金属离子浓度也较高，超标的金属离子浓度可能还会对生物产生慢性毒害作用，同时也需要加入大于化学计量摩尔数的铵根离子，由于反应不充分彻底，这样会导致废水中增加另一种新的污染物，即氨氮；而且发生沉淀时会发生离子共析现象，废水中溶解的其它离子也会共沉淀出来，这样会导致污泥量大，致使生成的磷酸铵镁含量低，含水率高，污泥不能回收利用，成为固体废弃物污染物。

从以上可知，传统的化学沉淀法除磷存在两个不足：一是要用大量的金属离子与铵根离子与废水中的物质反应，操作繁琐，处理费用高；二是污泥产生量大，且含水率高，泥水难以分离。

发明内容

本发明针对传统化学沉淀除磷法直接反应不充分，需要引入过量的镁离子和铵根离子，导致生成的污泥量大，含水量高，容易产生二次污染的问题，提出了一种去除废水中含磷物质化学吸附材料的制备以及应用方法。用该方法处理废水中的含磷物质，反应效率高，产生污泥量少，含水量低，大大降低了造成二次污染的风险。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

(1)把菱镁矿粉碎，用硝酸分解，生成硝酸镁溶液；

(2)在上述溶液中加入氨水，并不断通入CO₂气体，生成黄白色沉淀物质，过滤，得滤渣；

(3)把所得的滤渣在超声波的作用下分别用角鲨烷和氧丙二腈反复洗涤三遍；

(4)在洗涤后的滤渣中加入与滤渣质量比分别为5～6％的聚环氧氯丙烷、10～15％聚四氟乙烯和1～2％的对苯磺酰肼，混合均匀，隔夜待用：

(5)把上述调制好的混合物在压力为1.5～2.0MPa，温度为75℃～85℃下蒸煮1～2小时；

(6)待蒸煮过后，又在真空度为0.01～0.03MPa、常温条件下减压释放，得到蓬松状态多孔的白色物质，即为磷化学吸附材料。

本发明的应用方法为：

1.把吸附材料作为填料放入吸附塔，首先让含氨氮废水流过，得到吸附有氨氮的吸附剂；

2.然后让含磷废水流过，在填料塔与吸附材料发生化学反应，生成白色结晶体磷酸铵镁；

3.用反冲水把白色晶体冲掉，吸附材料得以再生。

本发明的原理是：

以Mg²⁺，NH₄ ⁺，PO₄ ^3-反应能够生成MgNH₄PO₄沉淀为主线，制备一种吸附材料，吸附材料能够直接吸附水中的PO₄ ^3-，然后通过内部的填料含Mg²⁺，NH₄ ⁺的混合物，直接与PO₄ ^3-反应生成Mg(NH₄)₂PO₄沉淀。这样做不仅避免了副反应的影响，而且得到了纯度较高的磷酸盐沉淀。避免了传统化学沉淀方法带来的二次污染问题。

本发明的有益效果为：

1.制备出一种能够发生化学反应的吸附材料，避免了离子在溶液中的反应所导致共沉降现象，避免了铵根离子的加入所带来的氨氮污染，解决了大量污泥生成问题；

2.引入了一些高分子聚合物5～6％的聚环氧氯丙烷、10～15％聚四氟乙烯和有机发泡剂1～2％的对苯磺酰肼，使得除磷用的化学沉淀方法变成了化学吸附除磷方法。

具体实施方案

先把菱镁矿粉碎，用硝酸分解，生成硝酸镁溶液；接着在上述溶液中加入氨水，并不断通入CO₂气体，生成黄白色沉淀物质，过滤，得滤渣；再把所得的滤渣在超声波的作用下分别用角鲨烷和氧丙二腈反复洗涤三遍；然后在洗涤后的滤渣中加入与滤渣质量比分别为5～6％的聚环氧氯丙烷、10～15％聚四氟乙烯和1～2％的对苯磺酰肼，混合均匀，隔夜待用；再接着把上述调制好的混合物在压力为1.5～2.0MPa，温度为75℃～85℃下蒸煮1～2小时；最后待蒸煮过后，又在真空度为0.01～0.03MPa、常温条件下减压释放，得到蓬松状态多孔的白色物质，即为磷化学吸附材料。

应用方法

先把吸附材料作为填料放入吸附塔，首先让含氨氮废水流过，得到吸附有氨氮的吸附剂；然后让含磷废水流过，在填料塔与吸附材料发生化学反应，生成白色结晶体磷酸铵镁；最后用反冲水把白色晶体冲掉，吸附材料得以再生。

实例1

先把菱镁矿粉碎，用硝酸分解，生成硝酸镁溶液；接着在上述溶液中加入氨水，并不断通入CO2气体，生成黄白色沉淀物质，过滤，得滤渣；再把所得的滤渣在超声波的作用下分别用角鲨烷和氧丙二腈反复洗涤三遍；然后在洗涤后的滤渣中加入与滤渣质量比分别为5％的聚环氧氯丙烷、10％聚四氟乙烯和1％的对苯磺酰肼，混合均匀，隔夜待用；再接着把上述调制好的混合物在压力为1.5MPa，温度为75℃下蒸煮1小时；最后待蒸煮过后，又在真空度为0.01MPa、常温条件下减压释放，得到蓬松状态多孔的白色物质，即为磷化学吸附材料。

应用方法

先把吸附材料作为填料放入吸附塔，首先让含高浓度的氨氮废水流过，得到吸附有氨氮的吸附剂；然后让含2500mg/L浓度的磷废水流过，在填料塔与吸附材料发生化学反应，生成白色结晶体磷酸铵镁；最后用反冲水把白色晶体冲掉，吸附材料得以再生。最后测定得到的废水中的磷浓度为6mg/L，除磷率达到99.97％。

实例2

先把菱镁矿粉碎，用硝酸分解，生成硝酸镁溶液；接着在上述溶液中加入氨水，并不断通入CO₂气体，生成黄白色沉淀物质，过滤，得滤渣；再把所得的滤渣在超声波的作用下分别用角鲨烷和氧丙二腈反复洗涤三遍；然后在洗涤后的滤渣中加入与滤渣质量比分别为6％的聚环氧氯丙烷、15％聚四氟乙烯和2％的对苯磺酰肼，混合均匀，隔夜待用；再接着把上述调制好的混合物在压力为2.0MPa，温度为85℃下蒸煮2小时；最后待蒸煮过后，又在真空度为0.03MPa、常温条件下减压释放，得到蓬松状态多孔的白色物质，即为磷化学吸附材料。

应用方法

先把吸附材料作为填料放入吸附塔，首先让含高浓度的氨氮废水流过，得到吸附有氨氮的吸附剂；然后让含1800mg/L浓度的磷废水流过，在填料塔与吸附材料发生化学反应，生成白色结晶体磷酸铵镁；最后用反冲水把白色晶体冲掉，吸附材料得以再生。最后测定得到的废水中的磷浓度为8mg/L，除磷率达到99.96％。

实例3

先把菱镁矿粉碎，用硝酸分解，生成硝酸镁溶液；接着在上述溶液中加入氨水，并不断通入CO₂气体，生成黄白色沉淀物质，过滤，得滤渣；再把所得的滤渣在超声波的作用下分别用角鲨烷和氧丙二腈反复洗涤三遍；然后在洗涤后的滤渣中加入与滤渣质量比分别为5％的聚环氧氯丙烷、13％聚四氟乙烯和2％的对苯磺酰肼，混合均匀，隔夜待用；再接着把上述调制好的混合物在压力为1.8MPa，温度为80℃下蒸煮1.5小时；最后待蒸煮过后，又在真空度为0.02MPa、常温条件下减压释放，得到蓬松状态多孔的白色物质，即为磷化学吸附材料。

应用方法

先把吸附材料作为填料放入吸附塔，首先让含高浓度的氨氮废水流过，得到吸附有氨氮的吸附剂；然后让含2000mg/L浓度的磷废水流过，在填料塔与吸附材料发生化学反应，生成白色结晶体磷酸铵镁；最后用反冲水把白色晶体冲掉，吸附材料得以再生。最后测定得到的废水中的磷浓度为10mg/L，除磷率达到99.95％。

Claims (1)

1.一种去除废水中含磷物质化学吸附材料的制备方法，其特征在于：

(1)把菱镁矿粉碎，用硝酸分解，生成硝酸镁溶液；

(2)在上述溶液中加入氨水，并不断通入CO₂气体，生成黄白色沉淀物质，过滤，得滤渣；

(3)把所得的滤渣在超声波的作用下分别用角鲨烷和氧丙二腈反复洗涤三遍；

(4)在洗涤后的滤渣中加入与滤渣质量比分别为5～6％的聚环氧氯丙烷、10～15％聚四氟乙烯和1～2％的对苯磺酰肼，混合均匀，隔夜待用；

(5)把上述调制好的混合物在压力为1.5～2.0MPa，温度为75℃～85℃下蒸煮1～2小时；

(6)待蒸煮过后，又在真空度为0.01～0.03MPa、常温条件下减压释放，得到蓬松状态多孔的白色物质，即为磷化学吸附材料。