CN116832765B - 一种细颗粒泥沙除磷吸附剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种细颗粒泥沙除磷吸附剂及制备方法，制备方法包括泥沙净化、泥沙颗分处理、泥沙表面多孔活化、多孔泥沙负载钙基活化、活性泥沙检测和活性泥沙高效存储。本发明以河湖泥沙为基材，可来源于河湖底泥或黄沙等，获得的细颗粒泥沙经过净化、表面多孔活化后可提升比表面积、孔隙率、粘度等表征吸附性能的关键物理参数，并经过负载钙基活化后形成了负载高钙、低磷的多孔活性泥沙，极大地提升了细颗粒泥沙的磷吸附能力。本发明采用的泥沙来源广泛、成本低廉，活化方法高效便捷、过程无二次污染风险，可广泛用于河湖磷污染水体的应急治理，能有效降低水体中磷含量，实现了泥沙资源化高效利用和水质改善目的，具有广阔的应用前景。

Description

一种细颗粒泥沙除磷吸附剂及制备方法
技术领域：
本发明属于水污染治理和环境工程技术领域，具体涉及一种用于磷污染治理的细颗粒泥沙除磷吸附剂及制备方法。
背景技术：
河湖富营养化现象是自然发展的必然阶段，由于人类社会的快速发展，氮磷等营养盐过多输入到河湖、海湾等水体中，加快了河湖富营养化，引起藻类大量繁殖，导致水生动植物死亡、水质恶化等现象。部分富营养化河湖水体总磷负荷长期居高不下，成为水污染治理的难点。因此为有效地减少河湖水体磷负荷，研究水体磷污染治理措施成为改善河湖水质、减少河湖磷污染危害风险的热点。
利用吸附材料削减磷是常见的水体磷污染治理方法之一，因其操作简单、周期短、减磷效果显著等特点，受到了更为广泛的关注。吸附材料是除磷技术的关键。泥沙来源广泛，是河湖水体中一种常见的吸附载体，泥沙的吸附解吸作用会改变水体中溶解态磷和颗粒态磷的含量。然而，泥沙对磷的自然吸附能力有限，而且粒径越小，单位质量泥沙对磷的吸附量越大，如何提升泥沙对磷的吸附能力是研究的重点。
活化处理是提升材料吸附性能的方式之一。但活化处理方法多样，对具体材料适用的活化方法也存在非常大的差别。一般而言，活化方法主要有高温活化、酸碱活化、负载无机盐活化以及陶粒化等，需根据具体的研发目的提出不同的活化条件和方法，从而使吸附材料达到所需的性能指标。目前，对于磷污染治理材料主要采用单一的活化处理方法或直接混合化学除磷剂，效率较低，而且可能产生二次污染。泥沙作为天然广泛存在的重要的磷吸附载体，亟需研究泥沙活化方法，通过改变其物化性质，进而提升其吸附固磷能力。
发明内容：
本发明的第一目的是针对现有技术的不足，提供一种用于磷污染治理的细颗粒泥沙除磷吸附剂的制备方法，为研发水体磷污染治理工艺提供重要的高性能材料支撑。
本发明的第二目的是提供一种用于磷污染治理的细颗粒泥沙除磷吸附剂。
本发明采用以下技术方案：
(一)本发明提供一种细颗粒泥沙除磷吸附剂的制备方法，以河湖泥沙为基材，可来源于河湖底泥或黄沙等，首先将泥沙进行净化，去除表面杂质，防止污染物质对泥沙物化性质产生干扰；随后进行颗分处理，筛选出细颗粒泥沙；接着将颗分处理后泥沙进行表面多孔活化；最后将多孔泥沙负载钙基活化，得到细颗粒泥沙除磷吸附剂。
进一步的，所述泥沙净化包括：将泥沙用符合自来水《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的水进行水洗振荡，通过水洗除去泥沙粘附的可溶性碳氮磷，通过振荡器(振荡频率300转/分)的振荡将加快粘附在泥沙表面物质的去除效率，也可将难溶性的物质从泥沙表面脱离出来，水洗振荡的过程至少反复进行3次；将水洗后的泥沙与盐酸溶液混合均匀并振荡，随后自然沉降，通过玻璃纤维膜过滤；用纯净水(TDS＜50mg/L)将滤出的泥沙反复超声清洗并自然沉降除去清洗液，直至清洗液pH在6.5～7.5之间；将洗净后的泥沙烘干。
进一步的，所述盐酸溶液摩尔浓度为0.5～1.0mol/L，泥沙与盐酸溶液的质量体积比为1g：10mL；泥沙与盐酸溶液混合后在恒温水浴振荡箱中振荡2～4小时，振荡频率200～300转/分；所述玻璃纤维膜的孔径大小为0.1mm；所述超声水洗频率50～100Hz；所述烘干过程为：在60℃下烘干2小时以上，使泥沙含水率小于3％。
进一步的，所述颗分处理包括：将净化处理后的泥沙过0.1mm的土壤筛进行筛分，将筛分后的泥沙放置于激光粒度仪下检测，如果泥沙中值粒径≤100μm，则表示泥沙颗分处理合格，如果泥沙中值粒径>100μm，则重复筛分操作，直至获得的泥沙中值粒径≤100μm，得到细颗粒泥沙基材。这对泥沙活化效率及其磷吸附性能具有非常重要的影响，如果泥沙基材不满足粒径标准，则泥沙活化性能将受到影响。
进一步的，所述表面多孔活化包括：将细颗粒泥沙基材与两性表面活性剂混合均匀，置于马弗炉中600～1000℃高温反应2～4h，反应结束后置于液氮(温度为-196℃)中快速冷却30～60min，随后用纯净水(TDS<50mg/L)反复清洗细颗粒泥沙基材，直至清洗液pH在6.5～7.5之间，最后将细颗粒泥沙基材置于马弗炉中500～800℃高温环境下脱膜处理，除去残留的两性表面活性剂，得到表面多孔活化泥沙。
进一步的，所述细颗粒泥沙基材与两性表面活性剂的质量比为1:(2～5)；所述两性表面活性剂为卵磷脂、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、咪唑啉和月桂酰胺丙基氧化胺中的一种或一种以上。
进一步的，所述两性表面活性剂为卵磷脂。
进一步的，所述多孔泥沙负载钙基活化包括：将氯化钙与铁触媒混合均匀，随后与表面多孔活化后的细颗粒泥沙混合均匀，利用液压机压制成型，置于马弗炉中1000～1200℃、20～40MPa条件下烧结2～4h；烧结结束后，放入饱和Ca(OH)2溶液进行快速冷却；烧结-冷却过程反复数次后，用玻璃纤维膜过滤、烘干、冷却，得到细颗粒泥沙除磷吸附剂。
进一步的，所述氯化钙与铁触媒混合质量比为1:1；氯化钙、铁触媒混合物与表面多孔活化后的细颗粒泥沙的混合质量比为(3～10):1；液压机压力为20～40MPa，成型件高度为7～10mm，玻璃纤维膜孔径为0.1mm；干燥温度为60℃。
进一步的，所制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂中，钙含量>15％，磷含量<260mg/dm3，当钙、磷含量不符合上述标准时，则重复泥沙净化和多孔泥沙负载钙基活化的程序，直至满足钙、磷含量要求。
进一步的，所制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂存储环境为：相对湿度小于10％、光照度小于0.1lux、干燥阴暗的密闭环境，防止细颗粒活性泥沙吸收空气水分和受光照影响表面负载钙盐含量，从而对细颗粒活性泥沙的磷吸附性能产生影响。活性泥沙在使用前，若长期存储，需进行定期检测，如不符合钙磷含量要求，则停止存储，重新启动泥沙负载钙基活化程序。
(二)本发明还提供一种细颗粒泥沙除磷吸附剂，由上述制备方法制备得到。
本发明的有益效果：
本发明所应用的泥沙基材具有来源广泛、成本低廉、获取方法简单、耗能低的优势，且制备方法高效快捷。细颗粒泥沙经过本发明方法的活化处理后，比表面积增大、孔隙度增大、钙盐负载效率高，极大地提升了细颗粒泥沙的磷吸附能力，过程无二次污染风险，可广泛用于河湖磷污染水体的应急治理，能有效降低水体中磷含量，实现了泥沙资源化高效利用和水质改善目的。
附图说明：
图1为本发明细颗粒泥沙活化方法流程图；
图2为本发明不同含沙量下活性泥沙对磷的削减率示意图；
图3为本发明不同反应时间下活性泥沙对磷的削减率示意图；
图4为本发明不同季节温度下活性泥沙对磷的削减率示意图。
具体实施方式：
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例采用太湖流域某河流的疏浚底泥为基材，制备细颗粒泥沙除磷吸附剂，具体包括以下步骤：
(1)泥沙净化
水洗：将泥沙用符合自来水《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的水进行水洗振荡，振荡频率300转/分，水洗振荡-沉降去除浊水的过程反复进行3次。
酸洗：将水洗后的泥沙与摩尔浓度为1.0mol/L的盐酸溶液按1g：10mL的比例混合均匀，置于恒温水浴振荡箱中振荡2小时，振荡频率200转/分；振荡之后经过自然沉降，经过0.1mm孔径的玻璃纤维膜，将盐酸溶液滤出，用纯净水(TDS＜50mg/L)将滤出的泥沙反复超声清洗(频率80Hz)并自然沉降除去清洗液，直至清洗液pH在6.5～7.5之间；最后将洗净后的泥沙在60℃下烘干3小时。
(2)颗分处理
将净化处理后的泥沙过0.1mm的土壤筛进行筛分，将筛分后的泥沙放置于激光粒度仪下检测，中值粒径为95μm，获得细颗粒泥沙基材。
(3)表面多孔活化
将细颗粒泥沙基材与两性表面活性剂(卵磷脂)按1:5的质量比混合均匀，置于马弗炉中900℃高温反应2h，反应结束后置于液氮中快速冷却30min，随后用纯净水(TDS<50mg/L)反复清洗细颗粒泥沙基材，直至清洗液pH在6.5～7.5之间，最后将细颗粒泥沙基材置于马弗炉中800℃高温环境下脱膜处理，得到表面多孔活化泥沙。
(4)负载钙基活化
将氯化钙与铁触媒按1:1质量比混合均匀，随后与表面多孔活化后的细颗粒泥沙按10:1的质量比混合均匀，利用液压机(压力为30MPa)压制成型(高度为10mm)，随后置于马弗炉中1000℃条件下烧结2h；烧结结束后，放入饱和Ca(OH)2溶液进行快速冷却；烧结-冷却过程反复3次后，用0.1mm孔径的玻璃纤维膜过滤，获得滤后钙基多孔泥沙，将钙基多孔泥沙置于干燥箱中60℃烘干，自然冷却，得到细颗粒泥沙除磷吸附剂。
(5)活性泥沙检测
使用X射线荧光分析仪测量钙活化泥沙表面的钙磷含量，钙含量为18％、磷含量为220mg/dm3，符合标准。
(6)活性泥沙高效存储
将所制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂置于相对湿度为8％，光照度为0.075lux的密闭环境中保存，并每隔15天对活性泥沙的钙磷含量进行检测，若不符合钙磷含量要求，则重新启动多孔泥沙负载钙基活化程序。
实施例2
本发明实施例采用太湖流域某河流的疏浚底泥为基材，制备细颗粒泥沙除磷吸附剂，具体包括以下步骤：
(1)泥沙净化
水洗：将泥沙用符合自来水《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的水进行水洗振荡，振荡频率300转/分，水洗振荡-沉降去除浊水的过程反复进行3次。
酸洗：将水洗后的泥沙与摩尔浓度为0.5mol/L的盐酸溶液按1g：10mL的比例混合均匀，置于恒温水浴振荡箱中振荡4小时，振荡频率300转/分；振荡之后经过自然沉降，经过0.1mm孔径的玻璃纤维膜，将盐酸溶液滤出，用纯净水(TDS＜50mg/L)将滤出的泥沙反复超声清洗(频率80Hz)并自然沉降除去清洗液，直至清洗液pH在6.5～7.5之间；最后将洗净后的泥沙在60℃下烘干3小时。
(2)颗分处理
将净化处理后的泥沙过0.1mm的土壤筛进行筛分，将筛分后的泥沙放置于激光粒度仪下检测，中值粒径为90μm，获得细颗粒泥沙基材。
(3)表面多孔活化
将细颗粒泥沙基材与两性表面活性剂(卵磷脂)按1:2的质量比混合均匀，置于马弗炉中600℃高温反应4h，反应结束后置于液氮中快速冷却30min，随后用纯净水(TDS<50mg/L)反复清洗细颗粒泥沙基材，直至清洗液pH在6.5～7.5之间，最后将细颗粒泥沙基材置于马弗炉中800℃高温环境下脱膜处理，得到表面多孔活化泥沙。
(4)负载钙基活化
将氯化钙与铁触媒按1:1质量比混合均匀，随后与表面多孔活化后的细颗粒泥沙按3:1的质量比混合均匀，利用液压机(压力为30MPa)压制成型(高度为10mm)，随后置于马弗炉中1200℃条件下烧结2h；烧结结束后，放入饱和Ca(OH)2溶液进行快速冷却；烧结-冷却过程反复3次后，用0.1mm孔径的玻璃纤维膜过滤，获得滤后钙基多孔泥沙，将钙基多孔泥沙置于干燥箱中60℃烘干，自然冷却，得到细颗粒泥沙除磷吸附剂。
(5)活性泥沙检测
使用X射线荧光分析仪测量钙活化泥沙表面的钙磷含量，钙含量为17％、磷含量为210mg/dm3，符合标准。
(6)活性泥沙高效存储
将所制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂置于相对湿度为8％，光照度为0.075lux的密闭环境中保存，并每隔15天对活性泥沙的钙磷含量进行检测，若不符合钙磷含量要求，则重新启动多孔泥沙负载钙基活化程序。
实施例3
本发明实施例采用太湖流域某河流的疏浚底泥为基材，制备细颗粒泥沙除磷吸附剂，具体包括以下步骤：
(1)泥沙净化
水洗：将泥沙用符合自来水《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的水进行水洗振荡，振荡频率300转/分，水洗振荡-沉降去除浊水的过程反复进行3次。
酸洗：将水洗后的泥沙与摩尔浓度为0.8mol/L的盐酸溶液按1g：10mL的比例混合均匀，置于恒温水浴振荡箱中振荡3小时，振荡频率300转/分；振荡之后经过自然沉降，经过0.1mm孔径的玻璃纤维膜，将盐酸溶液滤出，用纯净水(TDS＜50mg/L)将滤出的泥沙反复超声清洗(频率80Hz)并自然沉降除去清洗液，直至清洗液pH在6.5～7.5之间；最后将洗净后的泥沙在60℃下烘干3小时。
(2)颗分处理
将净化处理后的泥沙过0.1mm的土壤筛进行筛分，将筛分后的泥沙放置于激光粒度仪下检测，中值粒径为93μm，获得细颗粒泥沙基材。
(3)表面多孔活化
将细颗粒泥沙基材与两性表面活性剂(卵磷脂)按1:4的质量比混合均匀，置于马弗炉中900℃高温反应3h，反应结束后置于液氮中快速冷却30min，随后用纯净水(TDS<50mg/L)反复清洗细颗粒泥沙基材，直至清洗液pH在6.5～7.5之间，最后将细颗粒泥沙基材置于马弗炉中700℃高温环境下脱膜处理，得到表面多孔活化泥沙。
(4)负载钙基活化
将氯化钙与铁触媒按1:1质量比混合均匀，随后与表面多孔活化后的细颗粒泥沙按8:1的质量比混合均匀，利用液压机(压力为30MPa)压制成型(高度为10mm)，随后置于马弗炉中1100℃条件下烧结3h；烧结结束后，放入饱和Ca(OH)2溶液进行快速冷却；烧结-冷却过程反复3次后，用0.1mm孔径的玻璃纤维膜过滤，获得滤后钙基多孔泥沙，将钙基多孔泥沙置于干燥箱中60℃烘干，自然冷却，得到细颗粒泥沙除磷吸附剂。
(5)活性泥沙检测
使用X射线荧光分析仪测量钙活化泥沙表面的钙磷含量，钙含量为19％、磷含量为210mg/dm3，符合标准。
(6)活性泥沙高效存储
将所制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂置于相对湿度为8％，光照度为0.075lux的密闭环境中保存，并每隔15天对活性泥沙的钙磷含量进行检测，若不符合钙磷含量要求，则重新启动多孔泥沙负载钙基活化程序。
实施例4
将实施例1～3所制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂进行除磷试验。
吸附材料：本发明实施例1～3所制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂。
试验方法：在300mL锥形瓶中分别加入200mL浓度为10.0mg/L的磷溶液，随后分别加入0.6g实施例1～3制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂，混合均匀，塞上橡胶塞密封锥形瓶。将锥形瓶置于水浴恒温振荡箱中，设置振荡转速190转/分，温度为25℃。持续振荡24h后取出锥形瓶，混合溶液经0.45μm滤膜过滤，用钼酸铵分光光度法测量上清液中磷浓度。
试验结果：实施例1～3所制备的三组细颗粒泥沙除磷吸附剂对磷的削减率均高于90％，均呈现出较强的除磷效果。
实施例5
本实施例对不同含沙量、反应时间下钙活性泥沙对磷的削减率进行试验。
吸附材料：本发明实施例1所制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂。
试验方法：在300mL锥形瓶中分别加入200mL浓度为0.05、0.2、0.4、0.6、1.0、5.0、10.0mg/L的磷溶液，随后加入0.1、0.2、0.4、0.6g实施例1制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂，混合均匀，塞上橡胶塞密封锥形瓶。将锥形瓶置于水浴恒温振荡箱中，设置振荡转速190转/分，温度为25℃。其中初始磷浓度为10.0mg/L的锥形瓶分别在0.25、0.5、1、2、4、6、8、12、24h后取出，其余试验组持续振荡24h后取出锥形瓶，混合溶液经0.45μm滤膜过滤，用钼酸铵分光光度法测量上清液中磷浓度。
试验结果：结果如表1、2和图2、3所示，在不同活性泥沙投加量下，本发明制备的活性泥沙对磷的削减率受初始磷浓度的影响较大，整体上呈增加的趋势，活性泥沙含量为2.0g/L时对磷的削减率最好，最高可达93.5％。反应时间对钙改性泥沙的磷削减率的影响十分明显，在初始磷浓度为10.0mg/L条件下，活性泥沙对磷的削减率随反应时间的增长呈先增加后逐渐平缓的趋势。反应6h后，活性泥沙对磷的削减率均高于70％。表明加大活性泥沙的投放、延长反应时间可有效地对水中的磷进行削减，可用于磷污染水体的应急治理。
表1不同含沙量下活性泥沙对磷的削减率
表2不同反应时间下活性泥沙对磷的削减率
实施例6
本实施例对不同季节温度下活性泥沙对磷的削减率进行试验。
吸附材料：本发明实施例1所制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂。
试验方法：分别在春季(4月14日)、夏季(7月04日)、秋季(10月30日)以及冬季(1月5日)向同一河流断面抛洒等量(投放量为3.0kg/min，投放时间为12min)细颗粒泥沙除磷吸附剂。以抛洒开始为0时刻，每隔3min在距离抛洒断面100m处采集上覆水体测量总磷含量。
试验结果：结果如表3和图4所示，不同季节下活性泥沙对磷的削减率变化十分明显。同一抛洒河段，随季节温度的增长，活性泥沙的磷削减率呈增加的趋势。夏季活性泥沙的磷削减率最高，6min后均高于75％；其次为春季、秋季；冬季活性泥沙的磷削减率最低，但仍可达到55％以上。表明活性泥沙在常温下可有效地对水中的磷进行削减，可用于磷污染水体的应急治理。
表3不同季节温度下活性泥沙对磷的削减率
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种细颗粒泥沙除磷吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将泥沙进行净化并颗分处理，筛选出细颗粒泥沙，将颗分处理后泥沙进行表面多孔活化，最后将多孔泥沙负载钙基活化，得到细颗粒泥沙除磷吸附剂；
所述将泥沙进行净化包括：将泥沙进行水洗振荡，除去泥沙粘附的可溶性碳氮磷；将水洗后的泥沙与盐酸溶液混合均匀并振荡，随后自然沉降，通过玻璃纤维膜过滤；将滤出的泥沙反复超声水洗并自然沉降除去清洗液，直至清洗液pH在6.5~7.5之间；将洗净后的泥沙烘干；
所述颗分处理包括：将净化处理后的泥沙过0.1 mm的土壤筛进行筛分，将筛分后的泥沙放置于激光粒度仪下检测，如果泥沙中值粒径≤100 μm，则表示泥沙颗分处理合格，如果泥沙中值粒径>100 μm，则重复筛分操作，直至获得的泥沙中值粒径≤100 μm，得到细颗粒泥沙基材；
所述表面多孔活化包括：将细颗粒泥沙基材与两性表面活性剂混合均匀，置于马弗炉中600~1000℃高温反应2~4 h，反应结束后置于液氮中快速冷却30~60 min，随后用纯净水反复清洗细颗粒泥沙基材，直至清洗液pH在6.5~7.5之间，最后将细颗粒泥沙基材置于马弗炉中500~800℃高温环境下脱膜处理，得到表面多孔活化泥沙；
所述细颗粒泥沙基材与两性表面活性剂的质量比为1:（2~5）；所述两性表面活性剂为卵磷脂、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、咪唑啉和月桂酰胺丙基氧化胺中的一种或两种以上；
所述多孔泥沙负载钙基活化包括：将氯化钙与铁触媒混合均匀，随后与表面多孔活化后的细颗粒泥沙混合均匀，利用液压机压制成型，置于马弗炉中1000~1200℃、20~40MPa条件下烧结2~4 h；烧结结束后，放入饱和Ca（OH）2溶液进行快速冷却；烧结-冷却过程反复数次后，用玻璃纤维膜过滤、烘干、冷却，得到细颗粒泥沙除磷吸附剂；
所述氯化钙与铁触媒混合质量比为1:1；氯化钙、铁触媒混合物与表面多孔活化后的细颗粒泥沙的混合质量比为（3~10）:1；液压机压力为20~40 MPa，成型件高度为7~10 mm，玻璃纤维膜孔径为0.1 mm；干燥温度为60℃；
所制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂中，钙含量>15%，磷含量<260 mg/dm3，当钙、磷含量不符合上述标准时，则重复泥沙净化和多孔泥沙负载钙基活化的程序，直至满足钙、磷含量要求；
所制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂存储环境为：相对湿度小于10%、光照度小于0.1 lux、干燥阴暗的密闭环境。
2.权利要求1所述的制备方法制备的细颗粒泥沙除磷吸附剂。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103638903A (zh) * 2013-12-27 2014-03-19 深圳先进技术研究院 一种吸附材料及其制备方法
CN105418145A (zh) * 2015-12-29 2016-03-23 山东大学 一种用给水厂污泥制备多孔型吸磷陶粒的方法
CN106345400A (zh) * 2016-10-27 2017-01-25 中国科学院城市环境研究所 一种基于水合铁氧化物的多孔除磷吸附剂及制备方法
CN106540650A (zh) * 2016-10-20 2017-03-29 北京师范大学 一种给水厂污泥基除磷颗粒吸附剂的制备方法
CN106943991A (zh) * 2017-04-21 2017-07-14 河北大学 一种除磷改性钢渣陶粒及其制备方法与应用
CN109248651A (zh) * 2018-09-28 2019-01-22 芜湖市鹏磊新材料有限公司 一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法
CN110170295A (zh) * 2019-06-13 2019-08-27 昆明理工大学 一种除磷吸附剂及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104136113A (zh) * 2011-10-24 2014-11-05 梅塔材料技术有限责任公司 从水中除去磷的多孔复合介质

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103638903A (zh) * 2013-12-27 2014-03-19 深圳先进技术研究院 一种吸附材料及其制备方法
CN105418145A (zh) * 2015-12-29 2016-03-23 山东大学 一种用给水厂污泥制备多孔型吸磷陶粒的方法
CN106540650A (zh) * 2016-10-20 2017-03-29 北京师范大学 一种给水厂污泥基除磷颗粒吸附剂的制备方法
CN106345400A (zh) * 2016-10-27 2017-01-25 中国科学院城市环境研究所 一种基于水合铁氧化物的多孔除磷吸附剂及制备方法
CN106943991A (zh) * 2017-04-21 2017-07-14 河北大学 一种除磷改性钢渣陶粒及其制备方法与应用
CN109248651A (zh) * 2018-09-28 2019-01-22 芜湖市鹏磊新材料有限公司 一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法
CN110170295A (zh) * 2019-06-13 2019-08-27 昆明理工大学 一种除磷吸附剂及其制备方法

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