[发明专利]一种利用贝壳粉耦合去除废水中硼磷的方法

说明书

一种利用贝壳粉耦合去除废水中硼磷的方法，涉及一种去除废水中硼磷的方法。本发明是要解决现有的除硼的方法消耗大量沉淀剂、反应缓慢、污泥产量高，成本高、存在膜污染、萃取剂的流失易造成二次污染、吸附剂消耗量大、难再生且易流失、具有生物毒性的技术问题。本发明所使用的原始材料为废弃牡蛎壳，来源丰富、价格低廉并能解决其固废处理的问题。本发明方法对硼磷的吸附量较大，并能在中高浓度硼浓度下使用，且对磷有较好的去除效果。本发明方法操作简单，处理成本较低并无有毒有害物质产生。本发明所制备的耦合材料生物相容性较好并稳定，能二次利用，符合绿色、清洁生产的要求。

技术领域

本发明涉及一种去除废水中硼磷的方法。

背景技术

随着核能技术与核能应用的迅速发展，大量不同类型的核工业废水大量排放，其中既含有放射性物质，又含有硼和磷，如何对其进行深度高效地处理成为核能技术发展中的关键问题。除此之外，玻璃工业中也存在着含硼废水的排放。硼在植物中的毒阈值非常接近，过量硼及其化合物的排放还会给动物及人类带来生殖和发育毒性，如果与铅、铜、镍、镉等重金属离子形成络合物，其毒性更大。大量磷的排放导致藻华的发生，并引发邻近水生系统的富营养化。因此废水中硼、磷的去除具重大的环境学意义。矿区重金属污染土壤缺硼、磷严重，如果能将废水中的硼、磷进行无害化摄取并用于土壤培肥，其环境意义和经济效益显而易见。

目前除硼的方法主要有化学沉淀法、膜法、液-液萃取法以及吸附法。化学沉淀法需较高pH、消耗大量沉淀剂、反应缓慢、污泥产量高，经济效益及去除效果均不理想，但适宜去除含硼浓度高的废水。膜法由于选择性高，其性能受温度、盐度和pH的影响较小，但其成本较高且存在膜污染等问题，维护较为繁琐。液-液萃取法去除效率较高，但萃取剂的流失易造成二次污染。吸附法除硼效果显著，吸附剂消耗量大、难再生且易流失，成本较低、操作简便，但有的具有生物毒性，不适宜大规模使用。

中国是世界上最大的贝类生产国，每年生产约1000万吨贝类。这些贝壳通常很少或没有商业价值，经常被倾倒在开阔的田野或垃圾填埋场，未经处理的贝壳废物长期遗留会导致环境问题。牡蛎壳是一种具有多孔性的优质生物材料，并具有共沉淀的可能性，可同步资源回收，但天然牡蛎壳的性能有限。目前研究表明，通过煅烧、复合等改性方法对牡蛎壳进行改性可以提高牡蛎壳的处理能力。除此之外，牡蛎壳可作为羟基磷灰石的前驱体，是制备羟基磷灰石的绿色材料。羟基磷灰石具有良好的生物学特性，可以作为缓释的载体。

发明内容

本发明是要解决现有的除硼的方法消耗大量沉淀剂、反应缓慢、污泥产量高，成本高、存在膜污染、萃取剂的流失易造成二次污染、吸附剂消耗量大、难再生且易流失、具有生物毒性的技术问题，而提供一种利用贝壳粉耦合去除废水中硼磷的方法。

本发明的利用贝壳粉耦合去除废水中硼磷的方法是按以下步骤进行的：

一、将牡蛎壳超声洗涤干净，置于烘箱中，在60℃～65℃下烘干；用粉碎机将烘干后的牡蛎壳粉碎，过筛，目数为100目～400目，将能过筛的牡蛎壳粉末放在马弗炉中，在750℃～1000℃煅烧3h～4h，自然冷却至室温，得到改性贝壳粉；

二、将磷酸盐加入到待处理的含有硼酸的废水中，在转速为200r/min～300r/min的条件下搅拌10min～20min进行混合，再加入步骤一制备的改性贝壳粉，在转速为400r/min～500r/min的条件下继续搅拌5h～6h完成硼磷的耦合去除；

所述的待处理的含有硼酸的废水中的硼元素和磷酸盐中的磷元素的摩尔比为1:(8～9)；

步骤一制备的改性贝壳粉的质量除以氧化钙的摩尔质量得到的数值为N，N与磷酸盐中的磷元素的摩尔量数值的比为1:(0.2～0.6)。

本发明能够在不改变废水性质的前提下将硼、磷从废水中去除，其中的营养元素可以较为简单的反馈给植物吸收，可进行资源化利用。

本发明采用了贝壳粉和磷酸盐，它们的作用如下：