本发明专利涉及一种改性废弃水泥块去除雨水中磷的方法，属于含磷污水的处理领域。
背景技术：
随着城市快速发展,城市不透水面积逐年增加,由此导致的地表径流污染日益严重。径流冲刷作用下将地表积累的大量含磷物质带入城市水体,加剧了水体富营养化。在点源污染控制措施逐渐完善的情况下,非点源污染已成为引起城市水体富营养化问题的主要因素,氮、磷作为水体富营养化主要原因,其中磷又起着决定性作用。因此,有效控制雨水径流中的磷污染对城市水体富营养化具有重要意义。据报道,非点源磷污染已成为导致城市水体富营养化日益严重的主要因素。随着海绵城市建设的推进,分散式绿色生态处理设施大规模应用。但是,常规雨水花园、下沉式绿地、生物滞留带等设施在推广应用中存在“磷溶出”现象。在点源污染控制措施逐渐完善的情况下,非点源污染已成为引起城市水体富营养化问题的主要因素,氮、磷作为水体富营养化主要原因,其中磷又起着决定性作用。因此,有效控制雨水径流中的磷污染对城市水体富营养化具有重要意义。
磷是引发水体富营养化的主要元素,含量过高会造成水中藻类大量繁殖并使水中溶氧量过低,影响水质。目前常规生物除磷方法仅能去除污水中大约10％到30％的磷,而物化方法虽然效率较高,但存在化学药造成的高费用问题。
废水泥块是中国城市化建设的副产物之一.近年来,随着中国城市化进程的加快,城市建设大规模开展,建筑垃圾(包括大量废弃水泥块)排放量剧增,已占到城市垃圾总量的30％以上。大量的建筑垃圾未经任何处理便被运往郊外露天堆放或填埋,造成了严重的环境污染。
由已有研究可知，混凝剂中三价的铁、铝等金属盐具有较好的磷去除能力，考虑成本因素，本专利使用废弃水泥块和铁盐改性，制备新型的除磷材料。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种改性废弃水泥块去除雨水中磷的方法。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的:
一种改性废弃水泥块去除雨水中磷的方法，改性废弃水泥块由如下步骤制备而成：
在常温下，将0.75mol/l铁盐溶液和1mol/l氢氧化钠溶液1:2.4混合，或0.1mol/l铁盐溶液和1mol/l氢氧化钠溶液5:1.6混合，或0.25mol/l铁盐溶液和1mol/l氢氧化钠溶液2:1.7混合，或0.5mol/l铁盐溶液和1mol/l氢氧化钠溶液1:1.6混合，或0.75mol/l铁盐溶液和0.5mol/l氢氧化钠溶液1:4.8混合，或0.75mol/l铁盐溶液和0.25mol/l氢氧化钠溶液1:9.6混合，或0.75mol/l铁盐溶液和0.75mol/l氢氧化钠溶液1:3.2混合，向混合液中加入经过预处理的废弃水泥块，使混合液与水泥块的固液比为1:3，并在常温下使用恒温振荡器进行混合，取出水泥块，放入烘箱干燥后使用马弗炉进行灼烧，灼烧后取出改性后的水泥块，用蒸馏水洗净后干燥收集；
所述预处理的废弃水泥块的预处理方法为：将回收的废弃水泥块进行粉碎研磨，过筛，选取0.5-1mm粒径的粉末，进行清洗，烘干，收集备用。
优选地，所述铁盐为氯化铁或硝酸铁。
优选地，恒温振荡器进行混合4h。
优选地，灼烧温度为600℃。
优选地，灼烧时间为6h。
优选地，预处理方法中，烘干温度为100℃。
有益效果:
(1)采用铁盐和氢氧化钠联合的方法改性的废弃水泥块，具有较好的除磷能力，其磷的吸附率由原来的未改性废弃水泥块的28％增加到为69％，吸附率提高了两倍多，这一吸附效果远高于等量的废弃水泥块的吸附除磷量，使用fe(no3)3作为铁盐溶液与氢氧化钠(naoh)对废弃水泥块进行改性，测得改性后水泥块对磷的吸附率为68％。保持氢氧化钠浓度不变为1mol/l，改变铁盐浓度，吸附率分别为36％，48％，56％。保持铁盐浓度不变为0.75mol/l,改变氢氧化钠浓度，吸附率分别为43％，51％，54％。
(2)本方法实现了废弃水泥块的再利用，作为建筑废弃物的水泥块，来源丰富，成本低廉。同时也可以作为海绵城市基础设施的填料使用。
具体实施方式
下面结合实施例具体介绍本发明实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。
实施例1
本发明改性废弃水泥块去除水中磷的方法，包括以下步骤：
1、废弃水泥块的预处理过程：
将回收的废弃水泥块块进行粉碎研磨，过筛，选取0.5-1mm粒径的粉末，进行清洗，在100℃下烘干，收集备用。
2、废弃水泥块改性过程：
在25℃下，将0.75mol/l铁盐溶液(fecl3)和1mol/l氢氧化钠溶液(naoh)1:2.4混合，其中加入经过预处理的废弃水泥块，使混合液与水泥块的固液比为1:3，并在常温下使用恒温振荡器进行混合，在4h后取出水泥块，放入烘箱干燥后使用马弗炉在600℃下进行灼烧，灼烧6h后取出改性后的水泥块，用蒸馏水洗净后干燥收集备用。
3、改性后水泥块除磷过程：
称取0.5g的上述改性废弃水泥块加入浓度为5mg/l的50ml的含磷溶液中，溶液ph为7，在25℃下，以160r/min的速度进行恒温振荡。22h后过0.45μm滤膜，用钼锑抗比色法测滤液中磷的浓度，测得改性后水泥块对磷的吸附率为69％。
实施例2
与实施例1基本相同，使用fe(no3)3作为铁盐溶液与氢氧化钠(naoh)对废弃水泥块进行改性，测得改性后水泥块对磷的吸附率为68％。
实施例3
将0.5g废弃水泥块，加入50ml含磷浓度为5mg(p)/l的水溶液中，在25℃的温度下以转速160r/min的速度进行恒温振荡22h，后经过0.45μm滤膜进行过滤，测得水泥块对磷的吸附率为28％。在后续的试验中发现，该吸附在22h时达到平衡，即使时间增加，吸附量也没有很大变化。
由实施例1、2、3可以看出，铁盐的种类对改性没有很大的影响
实施例4
实施例1中，其他条件不变，铁盐的浓度改为0.1mol/l，0.25mol/l，0.5mol/l，吸附时间为22h时，改性废弃水泥块对磷的吸附率分别为43％，51％，54％。
由实施例1、4可以看出，在吸附平衡时，铁盐的浓度越高，吸附率越高。
实施例5
实施例1中，其他条件不变，氢氧化钠的浓度的改为0.25mol/l，0.5mol/l，0.75mol/l。测得改性废弃水泥块对磷的吸附率为36％，48％，56％。
由实施例1、5可以看出，随着氢氧化钠的浓度逐渐提高，改性废弃水泥块对磷的吸附率逐渐变大，改性废弃水泥块对磷的吸附效果越好。
上述实施例的作用在于具体介绍本发明的实质性内容，但本领域技术人员应当知道，不应将本发明的保护范围局限于该具体实施例。