[发明专利]一种改性海泡石复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种改性海泡石复合材料及其制备方法和应用，本发明是由天然海泡石、粉煤灰和光合反硝化菌组成，将所述海泡石和粉煤灰进行改性得到复合改性粉末以增加海泡石和粉煤灰对水体中磷、氮、氟的多重吸附能力，然后将其与光合反硝化菌混合，再将所述混合物利用包覆用组合溶液包覆后滴入氯化钙溶液中，形成直径4mm左右的球形颗粒，经洗涤和干燥即得到新型复合材料。本发明制备工艺简单，操作方便，原料资源丰富、生产成本低廉，研制的材料对水体中磷、氮、氟的多重吸附能力，而且可以同时实现对氮的完全降解，具有良好的经济效益和应用前景。

技术领域

本发明属于磷化工水处理领域，尤其涉及一种改性海泡石复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

磷化工企业在工业生产过程中常伴随着大量污染物的产生，主要包括废气、废水和固废等。其中磷尾矿、磷石膏等固体废弃物仍采取长期堆积处置的办法，不仅会占用大量土地，而且易产生含磷、氮和氟等污染因子的渗滤液，直接外排渗滤液会对地下水和地表水造成严重污染。针对含磷含氮含氟渗滤液(或回水)的回用问题，需要快速清除水体中含磷、氮和氟等的污染因子，因此不仅是一个迫切需解决的问题，也是一个复杂的技术难题。

目前的水处理技术一般采用化学沉淀法、结晶法、生物法和吸附法。化学沉淀法成熟稳定，操作简单，抗水质波动能力强，但药剂量较大，导致处理成本偏高，容易造成二次污染。结晶法不易产生污泥，不存在二次污染，但结晶法也存在吸附饱和量低，效果易受pH值影响等问题。生物法处理成本低，处理范围广，产泥量少，但是实际应用中存在工艺运行条件苛刻，不稳定，易受废水水质影响等问题。相比于上述几种方法，吸附法适用范围广，经济适用性高，吸附高效，操作简单，效果稳定，对环境友好且能实现回收利用，因此吸附法在废水处理过程中被看作是最具潜力的方法之一。

根据含磷含氮含氟回水或渗滤液的特征因子，行业内通常将其吸附处理过程分为除磷、除氟和除氨氮三个步骤，如何依靠单一吸附材料高效净化废水中的多种污染因子是亟待解决的难题。此外，针对含氮组分，大多数材料对氮的去除主要作用是表面吸附，无法实现氮的真正分解。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提出了一种改性海泡石复合材料及其制备方法和应用。该方法首先将海泡石和粉煤灰进行改性以增加海泡石和粉煤灰对水体中磷、氮、氟的多重吸附能力，然后将光合反硝化菌与改性后的海泡石和粉煤灰混合，从而利用光合反硝化菌对氮的生物分解能力将富集的氮进行生物分解，最终在磷石膏库含磷含氮含氟回水吸附处理的同时，实现对氮的完全降解。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种改性海泡石复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：破碎筛分混匀

将海泡石和粉煤灰分别破碎研磨后过筛、干燥，得到海泡石粉末和粉煤灰粉末，将海泡石粉末和粉煤灰粉末按照1～3:1～3的质量比混均，得到混合粉末；

S2：改性处理

S21：一次改性处理

利用盐溶液对S1所述混合粉末进行恒温陈化处理，待过滤、烘干后进行高温焙烧，然后研磨后过筛；

S22：二次改性处理

利用稀土溶液对S1样品进行恒温陈化处理，待过滤、烘干后进行高温焙烧处理，然后研磨后过筛，得到复合改性粉末；

S3：包裹成型后处理

将S22所述复合改性粉末与光合反硝化菌按1～20:1的质量比混合均匀，再与包覆用组合溶液混合后滴入氯化钙溶液中，形成颗粒状复合材料，最后洗涤后干燥，即制备得到所述改性海泡石复合材料。

优选的，S1所述海泡石碾磨后过200目筛。

优选的，S1所述粉煤灰过600目筛。