[发明专利]一种废水中除磷陶粒的制备方法及其应用

说明书

本发明为一种废水中除磷陶粒的制备方法及其应用，该陶粒中原料质量配比为：粉煤灰55～85％、含钙固废15～45％；所述粉煤灰的质量组分为SiO₂：48～60％、Al₂O₃：20～29％、Fe₂O₃:3～8％、其他：3～15％；含钙固废为电石渣，其中CaO的含量为55～70％；将上述原料混合、造粒、干燥后得到用于吸附水体中磷的陶粒。本发明的陶粒以粉煤灰和电石渣为原料，二者复配在一起，在给定的配方组成下，能中和电石渣本身的强碱性，避免了现有技术中单独使用电石渣时需要外加酸来调节pH值而带来的成本高、不环保甚至后期对水体产生大面积污染的问题。

技术领域：

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种废水中除磷陶粒的制备方法及其应用。

背景技术：

磷是人类以及动植物的生命活动所必需的元素。然而随着人类对环境资源开发利用活动日益增加，过量的磷被释放到水体，造成了水体的富营养化，导致藻类和其他浮游生物大量繁殖，水体的溶解氧下降，水质恶化，对水生态环境造成危害。

吸附法是一种有效的从废水中除磷的方法。目前，常见的除磷吸附剂有金属氧化物、黏土矿物、活性炭等。有研究发现，例如Al、Fe、Mg等金属氧化物表面上的羟基可以与磷酸盐发生络合作用，使磷酸根吸附在金属氧化物表面。研究表明，黏土矿物对磷酸盐具有较好的吸附效果，如膨润土具有较大的表面积以及较多的吸附位点，可以通过物理吸附作用吸附磷酸盐。有研究报道活性炭可以有效的吸附磷酸盐，活性炭表面具有带正电荷的活性点位与带负电的磷酸二氢根、磷酸氢根存在静电引力，从而吸附磷酸盐。上述研究中的吸附剂，对磷的吸附效果虽然较好，但是成本较高、且制备工艺复杂。近年来，以固废为主要原料，开发低成本的去除废水中磷的吸附剂，已成为国内外环境化学领域的一个研究热点。

发明内容：

本发明旨在提供一种废水中除磷陶粒及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种废水中除磷陶粒，其特征在于，该陶粒中原料质量配比为：粉煤灰55～85％、含钙固废15～45％；所述粉煤灰的质量组分为SiO₂：48～60％、Al₂O₃：20～29％、Fe₂O₃:3～8％、其他：3～15％；含钙固废为电石渣，其中CaO的含量为55～70％；将上述原料混合、造粒、干燥后得到用于吸附水体中磷的陶粒。

不同组成的陶粒中共同含有的物相为：钙黄长石、钙长石、石英、硅灰石；可能还有的物相包括：莫来石、角闪石。

一种废水中除磷陶粒的制备方法，该方法的具体步骤为：

1)混合：将粉煤灰和电石渣在搅拌器中混合1～4min，干混后加入水，并在搅拌器中湿混2～5min；干混物料与水的质量比为1:10～1:3；

2)造粒：将混合好的物料在造粒机中造粒，得到直径为5～20mm的陶胚；

3)干燥：将步骤2)中制备陶胚置于烘箱中以45～80℃下干燥4～12h；

4)焙烧：将干燥后的料球在马弗炉中焙烧，在200～600℃预烧10～50min，在800～1200℃焙烧10～50min，冷却后得到废水中除磷陶粒。