CN109331773B - 一种污水除磷剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污水除磷剂及其制备方法，该方法以膨胀珍珠岩颗粒生产过程中的副产物——膨胀珍珠岩微粉为载体，利用其疏松多孔、比表面积大，化学性质稳定的特点，采用硫酸亚铁进行表面热改性，制备了一种低成本、高效率的污水除磷剂。本发明的污水除磷剂对pH为3～6的污水具有较高的除磷能力，除磷速度快，充分接触条件下10min即可完成吸附，吸附后污水不发黄。当模拟污水磷浓度为50mg.L‑1时，添加本发明的污水除磷剂25g.L‑1的磷去除率达99.3％，污水残磷浓度为0.35mg.L‑1，含磷量符合国家城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918)的一级A类排放标准(≤0.5mg.L‑1)。本发明的污水除磷剂在酸性、高磷污水的快速除磷处理中具有一定的应用潜力。

Description

一种污水除磷剂及其制备方法
技术领域
本发明属于环境吸附材料技术领域，具体为一种污水除磷剂及其制备方法。
背景技术
吸附法是污水除磷的有效方法，目前常用的吸附剂主要包括土壤、炉渣、沸石、活性炭、膨润土、蛭石、凹凸棒石等，这些材料很难兼顾成本和除磷效率。珍珠岩微粉是生产膨胀珍珠岩颗粒的副产物，价格低廉，其比表面积大，但主要化学成分为二氧化硅，缺少离子吸附位点。铁、铝试剂是常用的污水除磷剂，铁试剂有三价铁和二价铁，三价的聚合硫酸铁成本较高，二价铁试剂价格较低，但需要氧化成三价铁才能更好的发挥除磷作用。
发明内容
解决的技术问题：珍珠岩微粉具备多孔结构，但化学成分主要为二氧化硅，对磷的吸附能力弱；聚合硫酸铁成本高，且过量的铁离子会导致水的颜色发黄、腐蚀管路和设备；硫酸亚铁成本低，但需要将二价铁离子转化为三价铁离子才能发挥除磷作用。本发明将硫酸亚铁附着在珍珠岩微粉的表面上，通过高温将其亚铁离子转化为铁离子并固定，是一种变废为宝、成本低廉的新型除磷剂制备技术。
技术方案：
一种污水除磷剂及其制备方法，包括以下步骤：
(1)制备饱和硫酸亚铁溶液；
(2)搅拌吸附：在1L所述饱和硫酸亚铁溶液中加入125～167g珍珠岩微粉进行搅拌，搅拌5～10分钟，静置后去掉浮粉，得到固液混合物；
(3)固液分离：将所述固液混合物进行固液分离，分离得到沉淀物；
(4)高温改性：将所述沉淀物在300～400℃下，加热1～2h，冷却后即得到所述污水除磷剂。
优选地，所述饱和硫酸亚铁溶液的具体制备步骤为：在25～30℃的1L水中加入550～570g七水合硫酸亚铁，即制得所述饱和硫酸亚铁溶液。
优选地，所述步骤(3)中，将所述混合液用200目滤网进行真空抽滤。
有益效果：硫酸亚铁热改性珍珠岩微粉除磷剂对pH为3～6的污水具有较高的除磷能力，除磷速度快，充分接触条件下10min即可完成吸附，吸附后污水不发黄。当模拟污水磷浓度为50mg.L-1时，添加25g.L-1改性微粉的磷去除率达99.3％，污水残磷浓度为0.35mg.L-1，含磷量符合国家城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918)的一级A类排放标准(≤0.5mg.L-1)。本发明的污水除磷剂在酸性、高磷废水的快速除磷处理中具有一定的应用潜力。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为珍珠岩微粉与本发明除磷剂的磷吸附等温线；
图3为pH值对本发明除磷剂磷去除效果的影响。
具体实施方式
以下结合实例对本发明作进一步的描述：
实施例1：在1L 25℃的水中加入七水合硫酸亚铁550g，搅拌溶解后得到饱和硫酸亚铁溶液，取饱和硫酸亚铁溶液1L，加入珍珠岩微粉167g，搅拌10分钟，静置10分钟，去掉浮粉后用真空抽滤机(200目滤网)抽滤，抽滤后的滤液回收用于配置饱和硫酸亚铁溶液，抽滤后的沉淀物放入马弗炉300℃条件下处理2小时，冷却后得到162g改性珍珠岩微粉，即污水除磷剂。用珍珠岩微粉做对照，测试本实施例除磷剂的磷吸附等温线，结果如图2所示。本实施例的除磷剂的磷吸附能力显著提高，在80mg/L的磷溶液中加入25g/L本实施例的除磷剂，磷的去除率为97.86％。不同pH条件对除磷效果的影响如图3所示，在pH为3～6范围内，磷的去除率均超过90％，pH为5时去除率最高。
实施例2：在1L 30℃的水中加入七水合硫酸亚铁570g，搅拌溶解后得到饱和硫酸亚铁溶液，取饱和硫酸亚铁溶液1L，加入珍珠岩微粉125g，搅拌5分钟，静置10分钟，去掉浮粉后用真空抽滤机(200目滤网)抽滤，抽滤后的滤液回收用于配置饱和硫酸亚铁溶液，抽滤后的沉淀物放入马弗炉400℃条件下处理1小时，冷却后得到123g改性珍珠岩微粉，即污水除磷剂。当模拟污水磷浓度为50mg.L-1时，添加本发明除磷剂25g.L-1的磷去除率达99.3％，污水残磷浓度为0.35mg.L-1，含磷量符合国家城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918)的一级A类排放标准(≤0.5mg.L-1)。
实施例3：在1L 28℃的水中加入七水合硫酸亚铁560g，搅拌溶解后得到饱和硫酸亚铁溶液，取饱和硫酸亚铁溶液1L，加入珍珠岩微粉140g，搅拌8分钟，静置10分钟，去掉浮粉后用真空抽滤机(200目滤网)抽滤，抽滤后的滤液回收用于配置饱和硫酸亚铁溶液，抽滤后的沉淀物放入马弗炉350℃条件下处理1.5小时，冷却后得到136g改性珍珠岩微粉，即污水除磷剂。在含磷量为100mg.L‐1的模拟污水中添加25g.L‐1本发明除磷剂，搅拌10min后，磷去除率可达98％以上。

Claims (3)

1.一种污水除磷剂的 制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备饱和硫酸亚铁溶液；
(2)搅拌吸附：在1L所述饱和硫酸亚铁溶液中加入125～167g珍珠岩微粉进行搅拌，搅拌5～10分钟，静置后去掉浮粉，得到固液混合物；
(3)固液分离：将所述固液混合物进行固液分离，分离得到沉淀物；
(4)高温改性：将所述沉淀物在300～400℃下，加热1～2h，冷却后即得到所述污水除磷剂。
2.如权利要求1所述的一种污水除磷剂的 制备方法，其特征在于，所述饱和硫酸亚铁溶液的具体制备步骤为：在25～30℃的1L水中加入550～570g七水合硫酸亚铁，即制得所述饱和硫酸亚铁溶液。
3.如权利要求1所述的一种污水除磷剂的 制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，将所述固液混合物用200目滤网进行真空抽滤。
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