[发明专利]一种利用树脂负载水合氧化铁去除水中磷的方法

说明书

本发明涉及一种利用树脂负载水合氧化铁去除水中磷的方法，其具体步骤如下：先制备水合氧化铁‑树脂(HFO‑301)复合树脂，然后向含无机磷、HETP和TPhP的混合废水中加入制备的HFO‑301树脂，调节pH震荡反应。本发明制备成的HFO‑301复合树脂能够同步对无机磷和有机磷进行吸附，达到去除水中含磷污染物的目的。制备的HFO‑301通过非特异性静电吸附、配体交换和内层络合作用，一方面吸附无机磷，另一方面能够对磷酸三苯酯(TPhP)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)等有机磷进行去除。研究表明所制备的纳米树脂复合材料具有制备树脂制备成本低廉、工艺简单、处理高效、pH适用范围广、稳定性高等优势，在含磷废水处理方面具备很大的潜力。

技术领域

本发明涉及水污染控制技术领域，具体涉及一种利用树脂负载水合氧化铁去除水中磷的方法。

背景技术

目前，在日常生活及工业生产中会产生大量含磷废水，其中洗涤废水和工业除垢剂废水的总磷含量远远超标，一旦排放到自然水体中，会造成水体富营养化、藻类大量繁殖等危害，对自然水体造成严重的污染。国家相关污水排放标准规定，污水经过深度处理后，排放水中总磷浓度不得超过0.5mg/L。寻找高效除磷材料，并且利用配套水处理工艺有效地去除水中的磷，保护水环境的稳定。

自然水体和生活废水中的磷主要以磷酸盐的形式存在。我们常用处理水中磷的工艺，一般有化学沉淀法和生物除磷法。化学沉淀法即将磷酸盐变成不溶性盐再析出，该方法需要注意反应pH，且药剂投加量大，产生大量的废盐，处理过程中有二次污染风险，生物除磷主要是利用生物的生化作用除磷，通过聚磷菌的吸附磷的能力将水中的磷去除，该工艺会大量产泥，须及时对含磷污泥进行处理，反应环境对去除效果有很大影响。

发明内容

本发明的目的是提供种利用树脂负载水合氧化铁去除水中磷的方法，其制备的HFO-301对水中的无机磷和多种有机磷进行去除。所制备的树脂要求去除效率高，添加量少，且稳定性高，成本低，易脱附重复利用。

本发明的技术方案为：为了寻求一种材料既能去除水中的磷，又保证水体不会产生二次污染为目的展开了相关研究。研究发现对水中磷酸盐有良好去除效果的材料有活性炭、树脂、硅藻土等材料。这些材料的统一特征是大的比表面积，丰富的孔道结构，以及具备对磷酸盐的吸附能力。其在这些材料中树脂由于其丰富的孔道分布，表面含大量的自由基团，静电吸附力，对水中无机磷进行吸附。与普通树脂相比我方发明的负载水合氧化铁树脂，不仅能够吸附水中的无机磷，也能够同步吸附水中的有机磷，最终达到同时去除水中无机磷和有机磷的效果。除此以外负载了水合氧化铁的树脂，与原数值相比提高了树脂的稳定性。负载后的树脂更易在吸附饱和后脱附，重复利用。

为实现上述目的，本发明的具体技术方案为：一种利用树脂负载水合氧化铁去除水中磷的方法，其具体步骤如下：

1)制备水合氧化铁-树脂(HFO-301)复合树脂：

先将市售的D301树脂取加HCl溶液中进行超声预处理；配制FeCl₃、HCl和NaCl的前驱体混合溶液，将处理好的D301树脂加入到前驱体混合溶液中，冰浴超声，电动搅拌反应3～6h，经洗涤、干燥后，将处理好的树脂再加入到NaOH-NaCl混合溶液中反应，冰浴超声，搅拌反应3～6h，抽滤，真空干燥，得到纳米复合树脂HFO-301；

2)向含无机磷、HETP和TPhP的混合废水中加入步骤1)制备的纳米复合树脂HFO-301树脂，调节pH＝4～10，然后置于震荡床中，调节反应温度至20～30℃，并在100～200rpm下震荡反应6～12h；反应结束后回收吸附饱和的树脂，脱附并重复利用。

优选步骤1)中所述的超声预处理为：将D301树脂加入HCl溶液中超声，以100～200rpm/min的速率电动搅拌3～6h，50～60℃烘干，过60目筛。

优选D301树脂的加入质量与HCl溶液的体积比为40～80g/L；HCl溶液的质量分数为2％～5％。