CN1686847B - 一种控制水体富营养化的高效固磷技术 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种固定天然水体以及湖底沉积物中的磷的材料制备技术和一种固定淡水水华、湖底沉积物以及河道中磷的技术。具体的说，是利用稀土元素(例如，镧、锆等)的氯化盐、硝酸盐、或者是两者的混合溶液，处理粘土，得到一种高效固磷材料的技术，并用其固定淡水水华、湖底沉积物以及河道中磷的技术。本发明属于水处理技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种固定天然水体以及湖底沉积物中的磷的材料制备技术和一种固定淡水水华、湖底沉积物以及河道中磷的技术。具体的说，是利用稀土元素(例如，镧、锆等)的氯化盐、硝酸盐、或者是两者的混合溶液，改性处理粘土，得到一种高效固磷材料，并用其固定淡水水华、湖底沉积物以及河道中磷的技术。本发明属于水处理技术领域。
背景技术
天然湖泊以及河流中的有害藻的爆发(在海水中俗称为赤潮，淡水中俗称为水华)已经成为全球性的环境污染问题。事实已经证明，磷元素是控制水体富营养化的关键因子，控制磷元素比控制氮元素更能有效的控制水体富营养化。以往已公开的固磷技术可归纳综合为：化学沉淀法，生物除磷法，以及生态湿地法。化学沉淀法对于高浓度磷酸盐有效果，但是对低浓度磷酸盐却效果不明显。生物除磷法虽然现在已经应用，但是存在处理效果不稳定，在天然湖泊中效果比较缓慢，并且对湖底沉积物中的磷的固定无能为力等缺点。生态湿地法由于占地面积大、没有很好的填料，以及无法固定湖底沉积物中的磷等原因，难以广泛应用。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种固定天然水体以及湖底沉积物中的磷的材料的制备技术，以及一种固定淡水水华、湖底沉积物以及河道中磷的方法。本发明具有制备简单、材料用量少、成本低廉、适宜pH范围广、固磷效果好等优点。
本发明提供的制备固磷材料的制备技术，其特征在于，将粘土与稀土元素(例如，镧、锆等)的氯化盐、硝酸盐、或者两者的混合溶液搅拌，利用物理方法，提高粘土的阳离子交换容量，从而达到提高固磷效果的目的。
本发明所述的粘土为海泡石、滑石、高岭土、轻质页岩、陶土、凹凸棒、硅泥、伊利土、云母、斜发沸石、蒙脱石、轻骨料浮石、白泥、浮石、搓脚石、火山渣、瓷土以及一般的泥土中的一种或几种。
本发明所述的稀土元素(例如，镧、锆等)的氯化盐、硝酸盐，或者是两者的混合溶液的质量百分数为0.5％～20％。
本发明提供的制备固磷材料的技术，其特征在于，将粘土与稀土元素(例如，镧、锆等)的氯化盐、硝酸盐、或者两者的混合溶液，按照固液比例为1∶20～1∶200混合。
本发明所述的物理方法主要可以包括振荡法、蒸煮法、高压沸腾法、超声法等。
本发明提供的固定淡水水华、湖底沉积物以及河道中磷的技术，其特征在于，将制备的固磷材料以0.01～10.0g/L的用量投加到水体中。
附图说明
图1为高效固磷材料与普通粘土固磷效果的比较图
图2为高效固磷材料在实际湖水条件下的固磷效果
图3为高效固磷材料的反应平衡时间
具体实施方式
下面通过实施例对本发明所述的技术给予进一步详细的说明。
实施例1 高效固磷材料的制备1
称取氯化镧2.0g溶解于100mL蒸馏水中，配制成质量百分数为2％的氯化镧溶液，取膨润土2.0g，加入到上述100mL氯化镧溶液中(即固液比为1∶50)，超声均匀1h，即制得本发明所述的固磷材料。
实施例2 高效固磷材料的制备2
称取硝酸镧20.0g溶解于200mL蒸馏水中，配制成质量百分数为10％的硝酸镧溶液，取伊利土2.0g，加入到上述200mL硝酸镧溶液中(即固液比为1∶100)，高压沸腾1h，即制得本发明所述的固磷材料。
实施例3 高效固磷材料的制备3
称取氯化镧5.0g溶解于100mL蒸馏水中，配制成质量百分数为5％的氯化镧溶液，取普通泥土5.0g，加入到上述100mL氯化镧溶液中(即固液比为1∶20)，于振荡箱中振荡1h，即制得本发明所述的固磷材料。
实施例4 高效固磷材料的制备4
称取硝酸锆20.0g溶解于100mL蒸馏水中，配制成质量百分数为20％的硝酸锆溶液，取海泡石2.0g，加入到上述100mL硝酸锆溶液中(即固液比为1∶50)，高压沸腾1h，即制得本发明所述的固磷材料。
实施例5 高效固磷材料与普通粘土固磷效果的比较
分别称取实施例1与4中所述的固磷材料0.18g，加入到1mg/L的KH2PO4溶液30mL中，即固磷材料的投加量为6g/L，作为对照，称取0.18g相对应的粘土，加入到1mg/L的KH2PO4溶液30mL中。结果如图1所示，在相同投加量的条件下，高效固磷材料的固磷率达到94％，而海泡石的固磷率为20％，膨润土仅仅为8％。
实施例7 高效固磷材料在实际湖水条件下的固磷效果
称取实例3中所述的固磷材料0.1g，加入到50mL磷浓度为0.05mg/L太湖水中，即固磷材料的投加量为2g/L，作为对照，称取0.1g相对应的粘土，加入到50mL磷浓度为0.05mg/L太湖水中。结果如图2所示，在相同投加量的条件下，高效固磷材料的固磷率达到88％，而未经改性的只有4％。
实施例6 高效固磷材料的反应平衡时间
称取实施例3中的固磷材料3mg，加入到1mg/L的KH2PO4溶液30mL中，即固磷材料的投加量为0.1mg/L，在25℃，200rpm条件下振荡，分不同时间测定磷固定率。结果如图3所示，在2h以后高效固磷材料的固磷率达到81％，能够达到快速固磷的效果。
Claims (1)
1.一种能够固定天然水体、湖底沉积物以及河道中的磷的材料，其特征在于，采用质量百分数为0.5％～20％的稀土元素的氯化盐、硝酸盐、或二者的混合溶液改性一般泥土，将一般泥土与稀土元素按照固液比例为1∶20～1∶200混合制得一种高效固磷材料，其中稀土元素为镧或锆。
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