[发明专利]用于去除废水中的磷的沸石及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于去除废水中的磷的沸石(Zeolites)及其制备方法。

背景技术

通常，去除水中的磷(P)的方法包括生物除磷、结块-沉淀、结晶、和吸附等方法。其中，生物除磷法和结块-沉淀法已被广泛使用。

然而，该生物除磷法是有问题的，在去除处理后，磷浓度仍稍高，为每升水几毫克(mg P/L)，并且处理效率低。

同时，物理化学的磷处理方法包括使用结块剂的结块-沉淀法。该方法由于其简单高效而被最频繁的使用。结块-沉淀法可将磷去除至较低的浓度，但是，为了获得稳定的处理效率，需要大量的化学物质，从而导致运行成本的增加。此外，对产生的废渣的处理需要大量成本，没有合适的生态友好型的处理方法来处理产生的废渣。

此外，上述生物除磷法和结块-沉淀系统需要很大的安装空间并且会产生大量的废渣。另外，通过该方法去除的磷很难再回收和再利用。同时，由于结晶法可通过羟磷灰石去除水中的磷，这些被去除的磷可用作肥料。然而，该结晶法需要复杂的预处理工艺，造成其难以商业化。

吸附法通过使用吸附剂去除水中的磷。通常，介孔钴被广泛用作吸附剂。例如，通过使用粉状介孔钴和海藻酸钠可得到微粒介孔钴，并且，其已被用于吸附和去除水中的磷。然而，钴本身非常昂贵，从而限制了粉状介孔钴和微粒介孔的商业化。

发明内容

本发明针对用于除磷的表面改性沸石及其制备方法，其中，表面改性沸石通过价格相对低廉的沸石的表面改性而得到，从而提高磷的吸附效率。

在本发明的一个实施例中，用于除磷的表面改性沸石通过在270-300℃的温度下、对浸泡在0.1-0.3M水硫酸溶液中的沸石进行热处理，从而在其表面上形成硫酸盐而得到。

在本发明的一个实施例中，制备用于除磷的表面改性沸石的方法包括：分别提供沸石和水硫酸溶液；将沸石浸泡在水硫酸溶液中；将沸石从溶液中移出，并在270-300℃的温度下对沸石进行热处理，从而在沸石表面形成硫酸盐。

在一个示例性实施例中，水硫酸溶液的浓度为0.1-0.3M，并且该方法进一步包括将具有在其上形成硫酸盐的沸石粉碎。

根据以上公开的用于除磷的表面改性沸石及其制备方法，沸石表面涂布有硫酸盐。因此，可通过硫酸根离子和磷酸根离子之间的离子交换，提高去除水中的磷的效率。

附图说明

公开的示例性实施例的上述和其它方面、特征和优点将通过结合附图的下述具体描述而更加清楚，其中：

图1所示为根据本发明的一个实施例的制备用于除磷的表面改性沸石的方法的流程图；

图2所示为通过使用0.1M水硫酸溶液而得到的用于除磷的表面改性沸石的磷吸附平衡(朗缪尔吸附等温线)的曲线图；

图3所示为通过使用0.3M水硫酸溶液而得到的用于除磷的表面改性沸石的磷吸附平衡(朗缪尔吸附等温线)的曲线图；

图4所示为没有硫酸盐涂层的沸石的磷吸附平衡(朗缪尔吸附等温线)的曲线图；以及

图5a至图5c所示为具有硫酸盐涂层的沸石和没有硫酸盐涂层的沸石的电子探针X射线显微分析(EPMA，Electron Probe X-ray Microanalysis)的结果的图。

具体实施方式

下面将结合附图对示例性实施例进行更为充分的描述，其中，示例性实施例在附图中示出。然而，本发明可以以许多不同的形式体现，并且不应限制在在此列出的示例性实施例中。相反，提供这些示例性实施例可使本公开更为彻底和完整，并且将本公开的范围充分传达给本领域的技术人员。在说明书中，公知特征和技术的细节可能被省略，以避免对本实施例造成不必要的不清楚。

在此使用的术语只是为了描述特定的实施例，并不是为了限制本公开。如在此使用的，单数形式“一”也包括复数形式，除非文中明确指出。此外，词语“一”等的使用不是代表对数量的限制，而是指至少一个所引用的主体的存在。“第一”、“第二”等类似词语的使用没有暗示任何特定的顺序，而是为了区别不同的元件。此外，词语“第一”、“第二”等的使用不是代表任何顺序或重要性，而是为了区别一个元件和另一个元件。可以进一步理解的是，本说明书中使用的词语“包括”和/或“由......构成”代表一定的特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或成分的存在，但是不排除一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组成和/或它们的组合的存在或附加。