一种新型碳酸钙铝净水剂制备方法及除磷工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种简单的无机材料制备与污水处理技术，具体涉及一种新型深度去除工业废水中磷污染物的碳酸钙铝净水材料的简单合成方法。
【背景技术】
[0002]工业化在推进人类文明发展的同时，也带来了大量的发展问题，环境污染就是工业化发展的副产物之一。水是生命之源，但目前大量水被严重污染。其中，水体富营养化为其主要的形式之一，磷污染，作为水体富营养化产生的主要原因，目前已经引起了人们的广泛关注。现在，使用新技术新材料对水体中的磷进行有效去除已经被广泛研究。
[0003]研究发现，当水中磷浓度超过0.02mg/L，就会引发水体富营养化。但磷酸盐作为重要的基础化工原料被广泛应用的同时，其废物的排放对许多工厂来说，未严格遵守国家的相关规定，由此带来大量的工业含磷废水。具体如涂装废水中磷浓度达到100mg/L左右，一些企业排放的废水中磷污染的浓度更高，LED生产过程中产生的废水中磷酸盐浓度可高达300mg/Lo目前人们使用天然矿物方解石去除磷酸盐，其为碳酸钙中最稳定的晶体类型，由于其比表面积低，吸附位点少，直接导致其去除效果不理想。因此改进吸附材料性能，高效去除磷酸盐，目前变得十分迫切。
[0004]研究表明，方解石(CaCO3)本身是一种优良去除磷酸盐的矿物材料。由于方解石容易获得且成本低廉，目前被广泛进行研究，并被认为具有良好的发展前景。不过方解石去除磷的效率低，并且受到废水pH值的因素影响很大:低pH为物理化学吸附法，高pH通过化学反应形成磷酸钙结晶。在高磷浓度时，当pH值在6-7区间内，通过沉淀作用去除磷的效率增大显著；但溶液PH进入碱性环境后，方解石对磷的吸附去除效率先降低而后再上升，其最低吸附效率出现在pH为9.5-11.5左右，此时溶液吸附磷效率只有约20%，而后会随着溶液PH环境的升高，吸附效率跟着上升。因而碱性条件下，方解石不能够有效除磷。
[0005]基于上述方解石去除磷的不足，本发明提供了一种高效深度去除工业废水中高浓度磷的方法，其去除效率不受水质PH值影响。本合成方法的提出，对于去除磷酸根离子，抑制水体富营养化，构建和谐、环境友好型社会意义深远。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有除磷技术存在的不足，提供一种能高效去除工业废水中高浓度磷污染吸附材料的合成方法，且不受水的PH值影响。该方法工艺简单，成本低廉，因此应用前景广泛。研究表明，本发明能使废水中高浓度磷污染物的去除率达到99%以上，可以减缓和抑制水体富营养化，由于其合成简单，成本低廉，因此具有良好应用前景。
[0007]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
[0008]2、一种易于合成的新型碳酸钙铝制备工艺以及能够深度去除各种pH废水的磷污染的方法，包括以下步骤:
[0009]步骤I)将一定量的乙酸钙(Ca(CH3COO)2)水溶液加入到乙二醇中配成溶液A ;
[0010]步骤2)将一定量的Na2CO3水溶液加入到乙二醇中配成溶液B ；
[0011]步骤3)将一定量的氯化铝加入到溶液A，并搅拌溶解；
[0012]步骤4)然后迅速将溶液A与溶液B混合于容器中，在水浴为75°C条件下搅拌均匀，充分反应I小时，得到悬池液沉淀；
[0013]步骤5)用无水乙醇清洗悬浊液沉淀、烘干，得到碳酸钙铝吸附材料。
[0014]步骤6)在各种pH的含有磷废水中，加入合成碳酸钙铝吸附剂；
[0015]步骤7)常温下搅拌2小时，静置预定的时间，使溶液中的颗粒物沉淀下来，从而去除废水中的磷。
[0016]进一步的所述步骤I)乙酸钙(Ca (CH3COO) 2)水溶液与乙二醇的体积比例为2: 3。
[0017]进一步的所述步骤2) Na2CO3水溶液与乙二醇的体积比例为2: 3。
[0018]进一步的所述步骤I)和步骤2)乙酸钙与Na2CO3的摩尔比例为2:1。
[0019]进一步的所述步骤3)所加入的氯化铝与乙酸钙的铝/钙摩尔比为1: 2。
[0020]进一步的所述步骤5)中的烘干温度设置范围为40°C至60°C。
[0021]进一步的所述步骤6)中含磷废水的pH值范围为5-12。
[0022]本发明的有益效果是:
[0023]I)本实验所用合成原材料简单易得并且价格便宜。
[0024]2)所涉及的合成工艺简短、投资少，操作方便、效率高、能耗低、易于放大且来源广泛等特点。
[0025]3)可以在水处理反应器中直接进行，操作方便、简单易行，另外由于该材料的吸附不受溶液PH环境的影响，因此其应用范围非常广泛。
[0026]4)合成的碳酸钙铝样品，相较于自然界中存在的方解石矿物质(CaC03)，合成材料去除磷酸盐的性能得到明显提高，水处理时间也大大缩短为2小时。
[0027]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施案例并配合附图详细说明如后。本发明的具体合成方法以及性能测试由以下实施例及其附图详细给出。
【附图说明】
[0028]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0029]图1是本发明中合成的碳酸钙铝净水剂的XRD表征图；
[0030]图2是本发明中合成的碳酸钙铝净水剂的SM表征图；
[0031]图3是本发明中合成的碳酸钙铝对磷酸盐的等温吸附曲线；
[0032]图4是本发明中pH对碳酸钙铝与天然方解石去除磷效率影响的对比图。
【具体实施方式】
[0033]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
[0034]一种易于合成的新型碳酸钙铝制备工艺以及能够深度去除各种pH废水的磷污染的方法，包括以下步骤:
[0035]步骤I)将一定量的乙酸钙(Ca(CH3COO)2)水溶液加入到乙二醇中配成溶液A ;
[0036]步骤2)将一定量的Na2CO3水溶液加入到乙二醇中配成溶液B ；
[0037]步骤3)将一定量的氯化铝加入到溶液A，并搅拌溶解；
[0038]步骤4)然后迅速将溶液A与溶液B混合于容器中，在水浴为75°C条件下搅拌均匀，充分反应I小时，得到悬池液沉淀；
[0039]步骤5)用无水乙醇清洗悬浊液沉淀、烘干，得到碳酸钙铝吸附材料。
[0040]步骤6)在各种pH的含有磷废水中，加入合成碳酸钙铝吸附剂；
[0041]步骤7)常温下搅拌2小时，静置预定的时间，使溶液中的颗粒物沉淀下来，从