一种去除废水中总磷的多孔材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及环保【技术领域】，具体涉及一种去除废水中总磷的多孔材料及其制备方法，由孔径可控的多孔性材料基体构成，孔多性材料基体采用金属氧化物的混合物、无机材料及有机材料经混合、制粉、成型、干燥、烧结工艺制备而成，利用该多孔材料具有对总磷的高选择性和吸附效率高、材料本身化学稳定性好、机械强度高、使用方法简单，可以直接铺洒在过滤池之内或者装填在过滤塔柱内并且具有使用寿命长的特点，可以广泛应用于工业废水处理、矿山冶炼、电镀、电子生产、印染制衣行业中，也可应用于城市污水、河流、湖泊和其他地下水的治理，特别适用于对含总磷浓度较低的废水进行深度处理，使处理水中的总磷可以降低到0.05mg/L优于国家《地表水环境质量标准》 GB3838-2002 IV类水体标准要求。
【专利说明】一种去除废水中总磷的多孔材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环保【技术领域】，具体涉及一种去除废水中总磷的多孔材料及其制备方 法。 技术背景
[0002] 世界的工业化进程产生了大量的含有机磷和无机磷的工业、农业、渔业和生活液 体废水。常用的生化处理难以将总磷降到目前国家规定的地表水排放标准。深度深化处理 和沉淀剂常被用来进一步降低水中的总磷，但效果有限。
[0003] 目前废水除磷技术大致包括两种： 1) 化学除磷法：使磷成为不溶性固体沉淀物，从废水中分离； 2) 生物除磷法：使磷以溶解态被微生物所摄取，与微生物为一体，随微生物从废水中 分离。
[0004] 化学除磷法包括两种：混凝沉淀法和晶析法。混凝沉淀法适宜处理总磷含量较低 (小于20mg/L )，且废水中悬浮物（SS )较少的二沉池出水。一般的晶析法是指向含磷废水中 投加石灰，由于形成氢氧根离子，废水的pH值上升，与此同时，废水中的磷与石灰中的钙 产生反应。实践表明，处理废水中的磷含量随PH值上升而呈对数降低之势。这两种方法较 适 宜作为含有机物低、且废水中SS较少的深度除磷工艺，以除磷为主要目的。
[0005] 生物除磷是利用聚磷菌过量地(在数量上超过其生理需要）从废水中摄取磷，并将 磷以聚合物的形态贮藏在体内，形成高磷污泥，排出系统外，达到从废水中除磷的目的。简 而言之就是聚磷菌在好养条件下，过量摄取磷，在厌氧条件下释放磷。
[0006] 该方法总磷去除率较低，适宜处理低浓度总磷(一般小于50mg/L)废水，需要在厌 氧-好氧条件下进行，操作条件较复杂，需要定期(泥龄在7天左右）排放污泥，对有机物 有一定的去除效果。
[0007] 上述两种方法各有优缺点，使用时都具有一定局限性。针对高有机物浓度 (COD 1000~5000mg/L )，高磷（TP100~500mg/L )废水，单独使用化学方法，药剂耗量大，运行成 本高，有机物难以达到去除要求；单独使用生物方法，难以达到总磷、有机物去除要求，效果 不好。
【发明内容】
[0008] 针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种去除废水总磷的多孔材料及其制备 方法：本发明的技术方案如下： 一种去除废水中总磷的多孔材料的制备方法，其多孔材料由孔径可控的多孔性材料基 体构成，其特征在于：所述多孔性材料基体由金属氧化物、无机材料、有机材料经下列步骤 制备而成： 步骤一：将金属氧化物、无机材料、有机材料混合制浆的步骤， 步骤二：通过轧浆、捏揉或喷雾干燥将该材料制成粉末的步骤， 步骤三：将所得的粉末通过挤压机挤压成球或者机械滚动成球的步骤， 步骤四：将所得呈球状的原料进行干燥的步骤， 步骤五：将干燥后呈球状的原料进行烧结的步骤。
[0009] 所述无机材料选自钾长石、膨润土、石英粉、方解石、滑石粉、石墨粉、三聚磷酸钠、 煤粉、铝矾土、有机聚合物材料中的一种或多种。 所述的金属氧化物为A1203、Fe203、？60、&10、1102、附0乂&0、]\%0中的一种或者多种 混合物。
[0010] 所述的金属氧化物占原料总量1-55% (重量百分比）。
[0011] 所述的有机材料为淀粉、碳粉、煤炭中一种或多种混合物。
[0012] 所述的步骤五中，烧结的步骤是在500-1350°C的温度下烧结而成。
[0013] 所述孔径可控的多孔性材料控制到微米或纳米。
[0014] 所述孔径可控的多孔性材料控制到1-3000 nm。
[0015] 所述所得多孔材料的粒径为0. I -300mm，孔隙率为18-75%，孔径为lnm-3000 nm， 比表面积为0. 1-950 m2 /g。
[0016] 本发明与现有的技术相比，本发明的应用于去除废水中总磷的多孔材料具有对总 磷的高选择性和吸附效率高、材料本身化学稳定性好、机械强度高、使用方法简单，可以直 接铺洒在过滤池之内或者装填在过滤塔柱内并且具有使用寿命长的特点，可以广泛应用于 工业废水处理、矿山冶炼、电镀、电子生产、印染制衣行业中，也可应用于城市污水、河流、湖 泊和其他地下水的治理，特别适用于对含总磷浓度较低的废水进行深度处理，使处理水中 的总磷可以降低到0. 05mg/L优于国家《地表水环境质量标准》GB3838-2002 IV类水体标 准要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为本发明实施例3优化组合的除磷实验装置。
[0018] 图2为优化材料组合中TP和NH3-N随过水量变化曲线的示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于 说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0020] 实施例1 一种应用于去除废水中总磷的多孔材料的制备方法包括以下步骤： 多孔性材料基体的制备：称取氧化铝5千克、钾长石1千克、膨润土 50千克、石英粉2 千克、方解石〇. 5千克、滑石粉0. 5千克、石墨粉2. 5千克，再加水、球、分散剂，分散剂为三 聚磷酸钠，它们配比为料：水：球：分散剂=1 : 0.8 : 2 : 0.003,然后一起放入球磨罐里 面进行球磨18小时；把球磨完成的浆料过300目筛网，倒入不锈钢盘内，然后一起放入烘箱 进行烘干；把干燥完成的泥粉通过挤压机进行成型成球，把球放入烘箱干燥，干燥水分低于 0. 8%，最后使用电炉烧成； 实施例2 多孔性材料基体的制备：称取称取CaO 1千克、氧化铝1千克、钾长石3千克、膨润土 5千克、石英粉3千克、方解石1. 5千克、石墨粉3. 5千克，然后再加水、球，它们配比为料： 水：球=1 : 0.8 : 2, 一起放入球磨罐里面进行球磨18小时；把球磨完成的浆料过300目 筛网，倒入不锈钢盘内，然后一起放入烘箱进行烘干；把干燥完成的泥粉通过机械滚动成 球，把球放入烘箱干燥，干燥水分低于0. 8%，最后使用电炉烧成。从而合成多孔材料。该多 孔材料的比表面为220m2/g，平均孔径为25nm。
[0021] 本项目进水为某污水处理厂排放的尾水， 表1进水水质表(除PH、粪大肠菌群，单位均为mg/L)
【权利要求】
1. 一种去除废水中总磷的多孔材料的制备方法，其多孔材料由孔径可控的多孔性材料 基体构成，其特征在于：所述多孔性材料基体由金属氧化物、无机材料、有机材料经下列步 骤制备而成： 步骤一：将金属氧化物、无机材料、有机材料混合制浆的步骤， 步骤二：通过轧浆、捏揉或喷雾干燥将该材料制成粉末的步骤， 步骤三：将所得的粉末通过挤压机挤压成球或者机械滚动成球的步骤， 步骤四：将所得呈球状的原料进行干燥的步骤， 步骤五：将干燥后呈球状的原料进行烧结的步骤。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述无机材料选自钾长石、膨润土、 石英粉、方解石、滑石粉、石墨粉、三聚磷酸钠、煤粉、铝矾土、有机聚合物材料中的一种或多 种。
3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的金属氧化物为A1203、Fe203、 FeO、CuO、Ti02、NiO、CaO、MgO中的一种或者多种混合物。
4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的金属氧化物占原料总量1-55% (重量百分比)。
5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的有机材料为淀粉、碳粉、煤炭 中一种或多种混合物。
6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤五中，烧结的步骤是在 500-1350°C的温度下烧结而成。
7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述孔径可控的多孔性材料控制到 微米或纳米。
8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述孔径可控的多孔性材料控制到 1-3000 nm〇
9. 一种由权利要求1-8任一所述的制备方法所得的多孔材料，其特征在于：所述多孔 材料的粒径为〇? 1 -300mm，孔隙率为18-75%，孔径为lnm-3000 nm，比表面积为0? 1-950 m2 /go
【文档编号】B01J20/22GK104475037SQ201410726467
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】奉向东 申请人:格丰科技材料有限公司