[发明专利]一种镁铝活化海泡石吸附剂及其制备方法和在去除水中低浓度磷的应用

说明书

本发明公开了一种镁铝活化海泡石吸附剂及其制备方法和在去除水中低浓度磷的应用。本发明通过提高天然海泡石中铝镁离子含量对其进行活化，使活化后海泡石的镁含量提高到30‑40%左右，铝含量提高到10‑20%，显著提高了海泡石对磷的固定容量和吸附效率，生产出对磷具有强烈吸附和固定效果的镁铝活化海泡石吸附剂，主要用于污水处理厂尾水中低浓度磷的进一步去除，同时也可用于其他水体中低浓度磷的去除，对污水处理厂尾水及其他含有微量磷污染水体中的磷酸根离子的去除效果更好，处理后水中的总磷浓度更低，对水中低浓度磷的去除效果好，所生成的沉淀物密度大，易于沉淀分离，所增加的污水处理成本低廉，水处理剂的使用方法简单实用。

技术领域

本发明涉及除磷剂，具体涉及一种镁铝活化海泡石吸附剂及其制备方法和在去除水中低浓度磷的应用。

背景技术

现有生活污水和城镇废水的处理方法以生物处理法为主，生物处理法具有运行费用低，去除效率高，且技术成熟等特点。但是生物处理法对水中磷的去除率不高，一般为30~70%，导致污水处理厂尾水中仍含有0.5~5.0mg/L左右的磷。污水处理厂尾水中的磷主要以与生物质结合的有机磷和无机磷酸盐的形式存在，排放至水体后形成富营养物质，污染水体。

与生物质结合的有机磷中含有碳-磷键，主要存在于生物质细胞组成的各种方面，碳-磷键在一般生物反应中不易断裂，比较难于处理去除，但是这类物质在水的生物处理过程中能够随着生物质的沉淀而从废水中分离。对废水中与生物质结合的有机磷的去除主要通过强化沉淀等物理方法就可以达到彻底分离去除。

而废水中的无机磷酸盐一般为溶解态磷，污水处理厂尾水中微量溶解性磷的去除是当前的处理难点。现有技术中，废水中磷的去除方法主要有生物法、化学法及吸附法。

生物除磷是利用聚磷菌在好氧条件下过量吸磷，在厌氧条件下释放的原理，通过好氧及厌氧的交替运行来实现除磷的方法。生物除磷机理较复杂，除磷时对水中碳源的浓度要求较高，而污水处理厂尾水中的有机碳的浓度已经比较低，难以满足生物除磷的要求，因此用生物法实现污水厂尾水中的磷含量进一步降低比较困难。

化学法除磷主要用来去除水中溶解性无机磷。加入水中的化学物质能够与废水中磷酸根反应生成难溶于水的磷酸盐沉淀物，从而实现除磷的目的。一般生产中使用较多的化学除磷剂有钙盐、铁盐、铝盐及无机-有机复合阳离子絮凝剂等。化学法除磷能有效地去除水中的溶解性无机磷，通过化学控制，能使水中的磷达到较高的去除率甚至完全去除，但是化学法除磷对系统的要求较高。同时除磷剂的用量较大，会产生较高的药剂费用及生成的磷污泥量也较大，剩余污泥的处理及处置费用较高。

化学除磷法还有一个较大的缺陷是经化学沉淀后产生的磷污泥仍然需要一套复杂的水处理系统对产生的磷污泥进行泥水分离，这样就抬高了水处理厂的投资成本和运行成本，对污水处理厂的运行有较高的技术要求，这些缺点限制了化学除磷法在水处理中的应用。

吸附法除磷的基本原理是利用具有较大比表面积和表面吸附活性的物质将水中磷酸根离子吸附到其表面，从而实现废水中磷的去除。磷在吸附剂表面的吸附过程经历物理吸附、化学沉淀及物理化学沉淀，该方法对水中磷的去除率高，去除效果彻底，同时还可回收废水中的磷资源，但是该法对吸附剂的要求高，运行过程复杂，运行费用也较高，目前还没有推广应用。

海泡石是一种纤维状的含水富镁硅酸盐矿物质，在中国的矿藏量较大。其化学成分主要为硅(Si)和镁(Mg)，其中SiO₂含量一般在54~60%之间，MgO含量多在21~25%范围内，其遇到水时对水的吸收量很大从而变得柔软，但是干燥后又变硬了。其比表面大，吸附性强。海泡石直接利用，往往性能不佳，通常需要对其进行改性，比较常见的方法如脱除其中的镁以改善性能等。

发明内容

本发明的目的是提供一种镁铝活化海泡石吸附剂及其制备方法和在去除水中低浓度磷的应用，所得吸附剂主要用于污水处理厂尾水等低浓度含磷废水的处理。