一种用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料及其制备工艺的制作方法

本发明属于地表水净化处理工程，尤其涉及一种用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料及其制备工艺。

背景技术：

1、总磷含量在地表水富营养化中起着关键作用，世界上大型湖泊之间的总磷负荷有很大差异，导致富营养化潜力也有很大差异，特别是发展中国家受磷刺激富营养化的风险比发达国家大得多。因此，在发展中国家需要采取更大的行动以减少磷负荷。

2、对水体富营养化有影响的磷元素主要是正磷酸根，控磷技术的开发主要是以实现正磷酸盐的去除为主。当前，市场上对于地表水总磷控制的技术主要包括两类:一是利用化学混凝沉淀的原理，通过喷洒pac、pam等混/絮凝剂实现水体中总磷的去除，该技术作用迅速，主要用于水体水质应急提升工程，而且这种措施实施后容易反复，已不是推荐的环保技术；二是物理化学吸附，通过喷洒多孔性材料或者其他可以与正磷酸盐交换吸附的材料，该技术是可以实现较低浓度总磷的去除，但缺点也是显而易见的，水体中悬浮的杂质较多，这将大大的降低材料的吸附去除性能，导致吸附材料大量投入以保证效果。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种去除地表水中磷酸根的除磷材料及其制备工艺，可快速实现磷酸根去除的同时，还可避免磷酸根的二次释放，并且该除磷材料是一款生态安全性产品。

2、为了实现本发明的目的，本发明提供了一种用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料，是由以下质量百分比的原料组成：原料m 20～40％、石膏粉8～25％、硫酸镁5～15％和水30～60％，还包括有每1立方水中投加量为300±100ml的混凝土发泡剂。该混凝土发泡剂优选植物型水泥发泡剂。

3、所述原料m是由以下质量百分比的组分组成：矾土粉2～8％、粘土粉13～25％、生石灰粉20～45％和石膏粉30～60％。

4、进一步的，所述原料m的制备方法为：将原料m的组分按质量百分比配制好后，加入到混料机中混合均匀，然后将混合组分进行高温煅烧处理，再经自然冷却至室温，破碎、研磨处理后，得到原料m。

5、进一步的，所述高温煅烧的温度为1000±50℃，高温煅烧的时间为1～3h。

6、进一步的，所述原料m的粒径为80～200目。

7、本发明还提供了一种用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料的制备工艺，具体包括以下步骤：

8、(1)按所需质量称取除磷材料的原料，备用；

9、(2)将称取的原料m、石膏粉、硫酸镁置于混料机中充分混合，得到粉剂，然后投入到反应装置中；

10、(3)往反应装置中，边缓慢加入水边机械搅拌，避免含量水过高或过低，确保水与粉剂充分混合，直至呈流动性的浆液状态，然后快速倒入混凝土发泡剂，并快速搅拌，确保混凝土发泡剂充分起泡；

11、(4)将上述发泡好的浆液投入到静置反应池中，静置反应；

12、(5)待静置反应池中的浆液凝固后，进行自然干燥，破碎，即得除磷材料。

13、进一步的，所述步骤(3)中，所述机械搅拌的速度为50～100转/mi n。

14、进一步的，所述步骤(3)中，所述快速搅拌的速度为100～200转/mi n，搅拌时间为1～3mi n。

15、进一步的，所述步骤(4)中，静置反应池中浆液厚度为5～10厘米，可在2h内实现产品充分自然干燥的效果。

16、本发明取得了以下有益效果：

17、1、本发明是通过释放钙、镁、铁、铝等金属离子与水体中磷酸根反应生成难溶盐沉淀，以实现对磷酸根的去除，该方法在快速实现磷酸根去除的同时，还可以避免磷酸根的二次释放。

18、2、本发明为了实现磷去除过程的稳定、长效，以及更好的去除效果，采用多种原材料(如：矾土粉、粘土粉、生石灰粉、石膏粉、硫酸镁等原料)进行伍配、加工，实现钙镁金属离子与其它元素的高效结合，并调控钙镁离子的质量比，实现预期的磷去除功能和效果。

19、3、本发明的除磷材料制备工艺包括两个阶段，一是原料m的生产，二是原料m与其它的组分反应，以更好的控制钙镁离子与其它组分的质量比。阶段一中m原料的加工过程是为了优化钙镁离子结合形态、材料整体形态(比如：材料的密实度、孔隙率等性质)的必要方法；阶段二是进一步调整成型材料中不同结合态钙镁盐的质量配比，优化材料微观结构，对水体除磷过程有利，以提高除磷材料的利用效率。

技术特征：

1.一种用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料，其特征在于，是由以下质量百分比的原料组成：原料m 20～40％、石膏粉8～25％、硫酸镁5～15％和水30～60％，还包括有投加量为每1立方水300±100ml的混凝土发泡剂；

2.根据权利要求1所述的用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料，其特征在于，所述原料m的制备方法为：将原料m的组分按质量百分比配制好后，加入到混料机中混合均匀，然后将混合组分进行高温煅烧处理，再经自然冷却至室温，破碎、研磨处理，得到原料m。

3.根据权利要求2所述的用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料，其特征在于，所述高温煅烧的温度为1000±50℃，高温煅烧的时间为1～3h。

4.根据权利要求2所述的用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料，其特征在于，所述原料m的粒径为80～200目。

5.如权利要求1-4任一项所述的用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，所述机械搅拌的速度为50～100转/min。

7.根据权利要求5所述的用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，所述快速搅拌的速度为100～200转/min，搅拌时间为1～3min。

8.根据权利要求5所述的用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，静置反应池中浆液厚度为5～10厘米。

技术总结
本发明公开一种用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料及其制备工艺，涉及属于地表水净化处理工程。本发明公开的用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料是由以下质量百分比的原料组成：原料M 20～40％、石膏粉8～25％、硫酸镁5～15％和水30～60％，还包括有投加量为每1立方水300±100mL的发泡剂；所述原料M是由以下质量百分比的组分组成：矾土粉2～8％、粘土粉13～25％、生石灰粉20～45％和石膏粉30～60％；还提供了用于去除地表水中磷酸盐的除磷材料的制备工艺。本发明提供的除磷材料可快速实现磷酸根去除的同时，还可避免磷酸根的二次释放，该除磷材料是一款生态安全性产品。

技术研发人员：张杰,费珠光
受保护的技术使用者：平湖系分生态科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12