CN104998624A

CN104998624A - 一种除磷吸附剂的造粒方法

Info

Publication number: CN104998624A
Application number: CN201510436996.5A
Authority: CN
Inventors: 王宝臣; 吴鸿钢
Original assignee: Beijing Baohong Ruike Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Baohong Ruike Environmental Technology Co Ltd
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2015-10-28

Abstract

本发明一种除磷吸附剂的造粒方法，涉及一种使原料颗粒化的方法，特别是涉及一种用于将除磷吸附剂颗粒化的方法。其目的是为了提供一种制得产品颗粒均匀、强度大、吸附能力好、便于再生的除磷吸附剂的造粒方法。本发明的除磷吸附剂的造粒方法包括：破碎；加入粘结剂；固化；干燥；筛分。本发明的造粒方法可以保留粉末状除磷氧化物高效除磷的能力，同时使吸附剂可以再生，且再生后除磷效果基本恢复；本发明制得的产品颗粒均匀，强度好。本发明用于环境保护领域。

Description

一种除磷吸附剂的造粒方法

技术领域

本发明涉及一种使原料颗粒化的方法，特别是涉及一种用于将除磷吸附剂颗粒化的方法。

背景技术

磷是所有生命体赖以生存的必需元素之一，亦是一种不可再生资源，自然界中的磷矿石资源储量有限。我国磷矿已被列为2010年后不能满足国民经济发展需求的20种矿产中的一种。磷资源面临匮乏的同时，过量的磷排放已在全球范围造成水体富营养化的危机。研究表明，多数富营养化水体中的控制因素为磷，因此，废水中磷排放量控制是预防水体富营养化的重要手段。

迫于水体富营养化的严峻形势，近年来各国政府和民众对城市污水处理要求愈益提高，污水排放标准中有关营养盐类的指标也越来越严格，为了达到排放标准，越来越多的城市污水处理厂都引入了具有脱氮除磷功能的污水处理工艺，在净化城市污水中有机污染物的同时，大幅削减出水中的氮磷含量。但目前由于种种原因，很多污水厂生物脱氮除磷工艺效果没有达到预期，出水磷只依靠生物除磷较难达标。

吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面积的固体物质对水中磷酸根离子的亲和力，来实现的污水除磷工艺。磷通过吸附剂表明的物理吸附、离子交换或表明共沉淀过程，实现磷从污水中的分离，并可进一步通过解吸处理回收磷资源。吸附法除磷的关键在于寻找新型高效的吸附材料，并能够方便在污水处理工艺中使用。现有的除磷吸附剂通常为粉末状，由于颗粒过小导致吸附饱和后，吸附材料的再生困难。目前并没有针对除磷吸附剂造粒技术，而采用常规的造粒技术如压缩造粒法、破碎造粒法、喷雾干燥造粒法、挤压造粒法等造粒方法造出的除磷吸附剂存在吸附效果被屏蔽的问题，且造粒后颗粒不均匀、强度低，在储存、运输和使用、再生过程中不能保持形状，易于破碎和结块，因此制备高质量的颗粒状高效除磷吸附剂是未来除磷技术发展方向之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制得产品颗粒均匀、强度大、吸附能力好、便于再生的除磷吸附剂的造粒方法。

本发明一种除磷吸附剂的造粒方法，包括以下步骤：

一、将高效除磷氧化物固体破碎，使破碎后的物料粒度小于2mm；

二、将破碎后的物料与粘结剂混合，使混合物料的含水率为70-80％，混合均匀后送入挤压机，挤压出滴状物料；

三、将挤压机挤出的物料滴入固化液中，固化成颗粒状物料；

四、将颗粒状物料送入带式干燥机中干燥，温度为50-90℃，停留时间10-30min；通过上述干燥后的物料含水率小于5％；

五、筛分，获得粒径为0.5-5mm的产品；

所述粘结剂为壳聚糖的水溶液，质量浓度为2-10％；

所述固化液为氢氧化钠溶液，质量浓度为1-5％。

本发明步骤四中将物料干燥至含水率小于5％，有利于产品保持颗粒形状，便于保存。

进一步，本发明的除磷吸附剂的造粒方法，所述高效除磷氧化物为羟基氧化铁、氧化铁、氢氧化铁、氧化铝或氧化镧中的至少一种。

进一步，本发明的除磷吸附剂的造粒方法，所述高效除磷氧化物含水率小于10％。

进一步，本发明的除磷吸附剂的造粒方法，所述步骤五中粒径不符合0.5-5mm的产品，重复步骤一至五的操作。

进一步，本发明的除磷吸附剂的造粒方法，所述步骤三中的挤压机为1-4组。

本发明的除磷吸附剂的造粒方法与现有技术不同之处在于：

1、利用本发明方法对除磷吸附剂进行造粒，可以保留粉末状除磷氧化物高效除磷的能力，同时又能够把除磷吸附剂制成强度大的颗粒，使除磷吸附剂能够再生及重复使用。

2、利用本发明方法造粒，所得的造粒颗粒均匀、强度好，长期堆放和转运的过程不易破碎和结块，一次造粒形成的合格粒状物含量在95％以上，返料量在5％以下，减少因返料产生的能耗，有效的提高了设备的使用率。

3、本发明方法还可以通过对粘结剂量和挤压孔的大小进行调节，从而获得所需的粒度范围。

下面结合实施例对本发明的除磷吸附剂的造粒方法作进一步说明。

实施例1

具体实施方式

本实施例的除磷吸附剂的造粒方法，按以下步骤进行：

一、将高效除磷氧化物破碎，使破碎后的物料粒度小于2mm；

二、将破碎后的物料与粘结剂混合，使混合物料的含水率为75％，混合均匀后送入挤压机，挤压出滴状物料；

四、将颗粒状物料送入带式干燥机中干燥，温度为70℃，停留时间30min；

五、筛分，获得粒径为0.5-5mm的产品；

高效除磷氧化物为1kg的氢氧化铁；

粘结剂是质量浓度为8％的壳聚糖水溶液；

所述挤压机的数量为3组；

固化液是质量浓度为3％氢氧化钠溶液。

实施例2

本实施例的除磷吸附剂的造粒方法，按以下步骤进行：

一、将高效除磷氧化物破碎，使破碎后的物料粒度小于2mm；

二、将破碎后的物料与粘结剂混合，使混合物料的含水率为72％，混合均匀后送入挤压机，挤压出滴状物料；

四、将颗粒状物料送入带式干燥机中干燥，温度为60℃，停留时间25min；

五、筛分，获得粒径为0.5-5mm的产品；

高效除磷氧化物为1kg的氧化铝；

粘结剂是质量浓度为10％的壳聚糖水溶液；

所述挤压机的数量为4组；

固化液是质量浓度为4％氢氧化钠溶液。

实施例3

本实施例的除磷吸附剂的造粒方法，按以下步骤进行：

一、将高效除磷氧化物破碎，使破碎后的物料粒度小于2mm；

二、将破碎后的物料与粘结剂混合，使混合物料的含水率为70％，混合均匀后送入挤压机，挤压出滴状物料；

四、将颗粒状物料送入带式干燥机中干燥，温度为50℃，停留时间15min；

五、筛分，获得粒径为0.5-5mm的产品；

高效除磷氧化物为1kg的氧化镧；

粘结剂是质量浓度为4％的壳聚糖水溶液；

所述挤压机的数量为2组；

固化液是质量浓度为5％氢氧化钠溶液。

实施例4

本实施例的除磷吸附剂的造粒方法，按以下步骤进行：

一、将高效除磷氧化物破碎，使破碎后的物料粒度小于2mm；

二、将破碎后的物料与粘结剂混合，使混合物料的含水率为78％，混合均匀后送入挤压机，挤压出滴状物料；

四、将颗粒状物料送入带式干燥机中干燥，温度为80℃，停留时间10min；

五、筛分，获得粒径为0.5-5mm的产品；

高效除磷氧化物为1kg的氧化铁；

粘结剂是质量浓度为2％的壳聚糖水溶液；

所述挤压机的数量为1组；

固化液是质量浓度为1％氢氧化钠溶液。

实施例5

本实施例的除磷吸附剂的造粒方法，按以下步骤进行：

一、将高效除磷氧化物破碎，使破碎后的物料粒度小于2mm；

二、将破碎后的物料与粘结剂混合，使混合物料的含水率为80％，混合均匀后送入挤压机，挤压出滴状物料；

四、将颗粒状物料送入带式干燥机中干燥，温度为90℃，停留时间20min；

五、筛分，获得粒径为0.5-5mm的产品；

高效除磷氧化物为0.5kg羟基氧化铁和0.5kg氧化铝的混合物；

粘结剂是质量浓度为6％的壳聚糖水溶液；

所述挤压机的数量为4组；

固化液是质量浓度为2％氢氧化钠溶液。

实施例6

本实施例的除磷吸附剂的造粒方法，按以下步骤进行：

一、将高效除磷氧化物破碎，使破碎后的物料粒度小于2mm；

四、将颗粒状物料送入带式干燥机中干燥，温度为80℃，停留时间15min；

五、筛分，获得粒径为0.5-5mm的产品；

高效除磷氧化物为1kg的羟基氧化铁；

粘结剂是质量浓度为4％的壳聚糖水溶液；

所述挤压机的数量为3组；

固化液是质量浓度为2％氢氧化钠溶液。

实施例7

本实施例的除磷吸附剂的造粒方法，按以下步骤进行：

一、将高效除磷氧化物破碎，使破碎后的物料粒度小于2mm；

二、将破碎后的物料与粘结剂混合，使混合物料的含水率为73％，混合均匀后送入挤压机，挤压出滴状物料；

四、将颗粒状物料送入带式干燥机中干燥，温度为85℃，停留时间12min；

五、筛分，获得粒径为0.5-5mm的产品；

高效除磷氧化物为0.3kg羟基氧化铁、0.2kg氧化铁和0.5kg氧化镧的混合物；

粘结剂是质量浓度为6％的壳聚糖水溶液；

所述挤压机的数量为2组；

固化液是质量浓度为5％氢氧化钠溶液。

实施例8

本实施例的除磷吸附剂的造粒方法，按以下步骤进行：

一、将高效除磷氧化物破碎，使破碎后的物料粒度小于2mm；

二、将破碎后的物料与粘结剂混合，使混合物料的含水率为77％，混合均匀后送入挤压机，挤压出滴状物料；

四、将颗粒状物料送入带式干燥机中干燥，温度为60℃，停留时间30min；

五、筛分，获得粒径为0.5-5mm的产品；

高效除磷氧化物为0.2kg羟基氧化铁、0.1kg氧化铁、0.5kg氢氧化铁、0.2kg氧化铝的混合物；

粘结剂是质量浓度为4％的壳聚糖水溶液；

所述挤压机的数量为2组；

固化液是质量浓度为3％氢氧化钠溶液。

实施例9

本实施例的除磷吸附剂的造粒方法，与实施例1不同之处在于：经过步骤五筛分后，剩下的粒径不合符0.5-5mm的颗粒返回步骤一，重新进行破碎，然后依次按照步骤二至五进行加工。

验证试验

对实施例1-8中制得的产品的颗粒强度、除磷能力、再生效果等进行检测，部分结果见表1。

颗粒强度用颗粒强度测定仪进行检测。

除磷能力采用以下步骤测定：

将实施例1-9中造粒得到的产品填充到固定床反应器中，其中反应器高约1.2m，直径20cm，填充体积6000cm³；将磷浓度为5mg/L，pH为7的待净化水源，由固定床反应器的进水口充入由出水口流出；滤速为3m/h；实时测定出水磷浓度。

经测定，使用实施例1-9中制得的产品净化含磷水源，平均流经50倍填充体积后，出水中磷浓度才高于0.5mg/L。

再生效果通过以下步骤测定：

一、将1mol/L的强碱泵入装有吸附饱和的实施例1-8制得的产品的上述固定床反应器中，使碱液在固定床反应器中循环；其中制得产品与强碱的质量比为1:5；

二、循环0.5h后将碱液排空；

三、用清水清洗固定床反应器，至清洗液pH为7.8。

四、再次将磷浓度为5mg/L，pH为7的待净化水源，由固定床反应器的进水口充入由出水口流出；滤速为3m/h；实时测定出水磷浓度。

经测定，使用实施例1-9中制得的产品净化含磷水源，平均流经47倍填充体积后，出水中磷浓度才高于0.5mg/L。

通过以上结果可知，本发明的除磷吸附剂的造粒方法对除磷吸附剂进行造粒，可以保留粉末状除磷氧化物高效除磷的能力，同时使吸附剂可以再生，且再生后除磷效果基本恢复。采用本发明方法所得产品颗粒均匀，强度好，堆放1个月无破碎结块现象。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种除磷吸附剂的造粒方法，其特征在于包括以下步骤：

一、将高效除磷氧化物破碎，使破碎后的物料粒度小于2mm；

四、将颗粒状物料送入带式干燥机中干燥，温度为50-90℃，停留时间10-30min；

五、筛分，获得粒径为0.5-5mm的产品；

所述高效除磷氧化物为羟基氧化铁、氧化铁、氢氧化铁、氧化铝或氧化镧中的至少一种；

所述粘结剂为壳聚糖的水溶液，质量浓度为2-10％；

所述固化液为氢氧化钠溶液，质量浓度为1-5％。

2.根据权利要求1所述的除磷吸附剂的造粒方法，其特征在于：所述高效除磷氧化物含水率小于10％。

3.根据权利要求1所述的除磷吸附剂的造粒方法，其特征在于：所述步骤五中粒径不符合0.5-5mm的产品，重复步骤一至五的操作。

4.根据权利要求1所述的除磷吸附剂的造粒方法，其特征在于：所述步骤三中的挤压机为1-4组。