CN112337439A - 一种用于吸附废水中磷元素的稀土螯合物和磷吸附剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于污水处理领域，公开了一种用于吸附废水中磷元素的稀土螯合物，所述稀土螯合物由镧系可溶盐和EDTA二钠螯合得到。该螯合物在强酸作用下可释放出镧离子，其可控的释放速度可使磷吸附剂的再生时间间隔明显增大。同时，本发明还提供一种磷吸附剂。

Description

一种用于吸附废水中磷元素的稀土螯合物和磷吸附剂
技术领域
本发明污水处理领域，具体为一种用于吸附废水中磷元素的稀土螯合物和磷吸附剂。
背景技术
在各种污水处理工艺中，磷的去除在氨氮去除之后，一般在整个污水处理工艺的最后阶段实现。
对磷的去除，广泛采用的是用稀土金属和无机磷结合，生成盐沉淀去除。
CN201811342198.6公开了一种用于吸附去除磷的镁铝镧复合改性蛭石吸附剂的制备方法。将MgCl2和AlCl3溶解于去离子水中得到混合液A；将蛭石放入到混合液A改性后得到混合液B；混合液B陈化后得到混合液C；将混合液C离心分离并研磨后得到物质B；物质B经LaCl3溶液和NaOH溶液改性后得到的物质即为用于吸附去除磷的镁铝镧复合改性蛭石吸附剂。
采用可溶性的镧金属吸附水体中的磷是现在常用的、广泛使用的、效果最好的方法。
但是其存在的问题是：在相同的吸附效率的情况下，使用寿命短，再生间隔时间短。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种用于吸附废水中磷元素的稀土螯合物和磷吸附剂，该螯合物在强酸作用下可释放出镧离子，其可控的释放速度可使磷吸附剂的再生时间间隔明显增大。
同时，本发明还提供一种磷吸附剂。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于吸附废水中磷元素的稀土螯合物，所述稀土螯合物由镧系可溶盐和EDTA二钠螯合得到。
在上述的稀土螯合物中，所述镧系可溶盐和EDTA二钠的摩尔比为1:2-3。
在上述的稀土螯合物中，所述镧系可溶盐和EDTA二钠的摩尔比为1:2.2-2.5。
在上述的稀土螯合物中，所述镧系可溶盐为氯化镧。
同时，本发明还提供了一种磷吸附剂，包括多孔载体颗粒、如上所述的稀土螯合物以及高锰酸钾。
在上述的磷吸附剂中，所述多孔载体颗粒为活性炭或多孔陶瓷。
在上述的磷吸附剂中，通过以下方法制备：将5-10重量份的多孔载体颗粒分布到稀土螯合物溶液中，所述稀土螯合物溶液中稀土螯合物的质量百分比浓度为5-10％；搅拌分散均匀后过滤得到固体；将固体干燥后喷洒相当于多孔载体颗粒重量0.5-1％重量份的高锰酸钾溶液，干燥后即可得到。
在上述的磷吸附剂中，所述高锰酸钾溶液的浓度为1％。
本发明的核心在于：
(1).本发明采用EDTA二钠和镧进行螯合，EDTA二钠是一种螯合力度比较大的螯合剂，其一般来说和大部分的金属元素螯合力度大，该稀土螯合物需要在强氧化剂的作用下才能将金属进行释放，这利于磷吸附剂缓慢的释放镧离子，减弱EDTA二钠对于镧的螯合作用，可适当延长再生间隔。
(2).本发明采用多孔载体颗粒和稀土EDTA二钠配合，能够更稳定的将稀土螯合物固定在孔洞中，并且在最后加入具有氧化性高锰酸钾，得到产品，该产品具有较长的再生间隔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种磷吸附剂，包括多孔陶瓷颗粒、稀土螯合物以及高锰酸钾。
通过以下方法制备：将10重量份的多孔载体颗粒分布到稀土螯合物溶液中，所述稀土螯合物溶液中稀土螯合物的质量百分比浓度为5％；搅拌分散均匀后过滤得到固体；将固体干燥后喷洒相当于多孔载体颗粒重量1％重量份的浓度为1％高锰酸钾溶液，干燥后即可得到。多孔载体颗粒为陶粒，粒径为5±2mm，
稀土螯合物为摩尔比为1:2.5的氯化镧和EDTA二钠的混合得到，其具体制备方法为：
将1.12g氯化镧和3.88gEDTA二钠加入到95g水中，搅拌，分散10-20分钟。
实施例2
一种磷吸附剂，包括多孔陶瓷颗粒、稀土螯合物以及高锰酸钾。
通过以下方法制备：将10重量份的多孔载体颗粒分布到稀土螯合物溶液中，所述稀土螯合物溶液中稀土螯合物的质量百分比浓度为10％；搅拌分散均匀后过滤得到固体；将固体干燥后喷洒相当于多孔载体颗粒重量1％重量份的浓度为1％高锰酸钾溶液，干燥后即可得到。多孔载体颗粒为陶粒，粒径为5±2mm，
稀土螯合物为摩尔比为1:2.5的氯化镧和EDTA二钠的混合得到，其具体制备方法为：
将2.24g氯化镧和7.76gEDTA二钠加入到90g水中，搅拌，分散10-20分钟。
实施例3
一种磷吸附剂，包括多孔陶瓷颗粒、稀土螯合物以及高锰酸钾。
通过以下方法制备：将10重量份的多孔载体颗粒分布到稀土螯合物溶液中，所述稀土螯合物溶液中稀土螯合物的质量百分比浓度为8％；搅拌分散均匀后过滤得到固体；将固体干燥后喷洒相当于多孔载体颗粒重量0.5％重量份的浓度为1％高锰酸钾溶液，干燥后即可得到。多孔载体颗粒为陶粒，粒径为5±2mm。
稀土螯合物为摩尔比为1:2.2的氯化镧和EDTA二钠的混合得到，其具体制备方法为：
将2g氯化镧和6gEDTA二钠加入到90g水中，搅拌，分散10-20分钟。
实施例4
同实施例3，不同之处在于：稀土螯合物为摩尔比为1:2.8的氯化镧和EDTA二钠的混合得到，其具体制备方法为：
将1.65g氯化镧和6.35gEDTA二钠加入到90g水中，搅拌，分散10-20分钟
对比例1
将10重量份的多孔载体颗粒分布到稀土螯合物溶液中，所述稀土螯合物溶液中稀土螯合物的质量百分比浓度为5％；搅拌分散均匀后过滤得到固体；多孔载体颗粒为陶粒，粒径为5±2mm，
稀土螯合物为摩尔比为1:2.5的氯化镧和EDTA二钠的混合得到，其具体制备方法为：
将1.12g氯化镧和3.88gEDTA二钠加入到95g水中，搅拌，分散10-20分钟。
对比例2
将10重量份的多孔载体颗粒分布到氯化镧溶液中，搅拌分散均匀后过滤得到固体；将固体干燥后喷洒相当于多孔载体颗粒重量0.5％重量份的浓度为1％高锰酸钾溶液，干燥后即可得到。多孔载体颗粒为陶粒，粒径为5±2mm。氯化镧溶液浓度为2.24％。
对比例3
将10重量份的多孔载体颗粒分布到浓度为2.24％氯化镧溶液中，搅拌分散均匀后过滤得到固体；将固体加入3.88％浓度的EDTA二钠水溶液中，搅拌分散一段时间，然后过滤干燥后喷洒相当于多孔载体颗粒重量0.5％重量份的浓度为1％高锰酸钾溶液，干燥后即可得到。多孔载体颗粒为陶粒，粒径为5±2mm。
测试方法
配置5mg/L磷酸钾溶液备用。
将实施例以及对比例所制备得到的颗粒填充到吸附柱内，吸附柱内填料高度为30cm，直径为5cm；
将磷酸钾溶液均匀的流过吸附柱，流速为23.5L/h；
持续不间断的向吸附柱内按照定流速进行污水处理，定期检测出水磷酸根含量，当磷酸根含量大于0.5mg/L停止实验，计算该吸附柱所处理的污水的体积。
检测结果如下表：
Figure BDA0002766101850000061
通过上述测试可以得到以下结论：
1、稀土螯合物可以避免镧离子过快流失，避免其未充分和磷酸根结合后就随水体流失；
2、高锰酸钾利于螯合剂释放镧离子；
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于吸附废水中磷元素的稀土螯合物，其特征在于：所述稀土螯合物由镧系可溶盐和EDTA二钠螯合得到。
2.根据权利要求1所述的稀土螯合物，其特征在于：所述镧系可溶盐和EDTA二钠的摩尔比为1:2-3。
3.根据权利要求2所述的稀土螯合物，其特征在于：所述镧系可溶盐和EDTA二钠的摩尔比为1:2.2-2.5。
4.根据权利要求1所述的稀土螯合物，其特征在于：所述镧系可溶盐为氯化镧。
5.一种磷吸附剂，其特征在于：包括多孔载体颗粒、如权利要求1-4任一所述的稀土螯合物以及高锰酸钾。
6.根据权利要求5所述的磷吸附剂，其特征在于：所述多孔载体颗粒为活性炭或多孔陶瓷。
7.根据权利要求5所述的磷吸附剂，其特征在于：通过以下方法制备：将5-10重量份的多孔载体颗粒分布到稀土螯合物溶液中，所述稀土螯合物溶液中稀土螯合物的质量百分比浓度为5-10％；搅拌分散均匀后过滤得到固体；将固体干燥后喷洒相当于多孔载体颗粒重量0.5-1％重量份的高锰酸钾溶液，干燥后即可得到。
8.根据权利要求5所述的磷吸附剂，其特征在于：所述高锰酸钾溶液的浓度为1％。
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Applicant before: JIANGXI TEAMGO ECO-ADVANCE CO.,LTD.

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GR01 Patent grant
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