本发明涉及除磷吸附领域，具体涉及一种采用铝盐改性陶土去除水中磷的方法。
背景技术：
磷常常以磷酸盐形式存在，包括有机磷酸盐，无机磷酸盐(正磷酸盐)和聚磷酸盐。它是大多数生态系统中有机物生长所必需的，常常是限制性的养分，因为它是造成水体富营养化的主要原因。废水中磷的去除已被广泛研究，天然矿物或工业生产废物的除磷利用受到很大的关注。
去除磷的机理主要是物理吸附，化学沉淀和生物作用。低廉的生物方法无二次污染，但出水稳定性较差，对外部环境也敏感。化学除磷的方法中，混凝一直是主流技术，混凝法对磷具有较好的处理效果，但由此产生的废物却无法进行回收利用。因此物理吸附在除磷过程中越来越被重视，而在吸附法中，选择磷去除能力强、成本低廉的吸附剂是关键。活性铝、沸石因具有较大的比表面积，专性吸附，多孔等优点而被广泛使用，但不足的是这些原材料价格较高，而且沸石难解析磷。而本文所采用的陶土属于天然矿物，具有价格较低和吸附能力较高的优势，而且经过铝盐的改性，陶土的吸附能力更是大大提高，在处理污水中磷含量时具有很大的潜力。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明采用铝盐改性陶土颗粒，大大提升其吸附量，低的解吸率，也不会产生二次污染，本身铝盐和陶土的价格就很低，并且能够达到以废制废的目的。
本发明提供的技术方案是：
1)改性溶液的配置：
将0.48mol/L的NaOH溶液在60℃剧烈搅拌下逐滴加入0.2mol/L的AlCl3溶液中，直到OH-/Al3+达到2.4，在60℃老化24小时后在常温下老化24小时，得到所需[Al13O4(OH)24H2O)12]7+溶液。
2)改性过程：
在10-60℃下，将0.3mol/L铝盐溶液和陶土进行混合，陶土投加量33.3g/L，随后进行持续搅拌24h，静置24h后过滤，最后放入烘箱，在80℃下干燥过夜，过100目筛，得改性陶土，放入干燥器备用。
3)pH值调节：
依据陶土颗粒表面性质的不同，利用稀酸将含磷溶液的pH值调节至3-5之间的某一数值，以保证陶土颗粒表面zeta电位有利于其对磷的吸附。
4)温度调节：
依据陶土的热力学性质，控制其吸附温度，以保证有利于陶土对磷吸附时其放热反应的进行。
5)除磷过程：
将0.2g的上述改性陶土加入浓度为10-50mg(P)/L的100mL含磷溶液中进行静态吸附，溶液的pH为3-11，在温度为15-40℃下以120r/min的速度进行恒温振荡，10min-3.5h后过0.45μm滤膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)工艺简单、成本低，易于工业应用：本发明方法不包含复杂的化学过程，除改性所需化学试剂和少量的稀酸用来调节PH外不需使用化学药品。本发明方法比传统磷吸附方法相比环节大为简化、相关的水处理设施也大幅减少，可大大降低除磷成本、便于工业应用。
(2)适用性强、磷吸附速度快：本发明方法适于吸附废水中的各种无机磷和多数有机磷，且60-120分钟即可接近吸附饱和，饱和磷吸附量可达21.0061mg/g，相较于其他天然矿物都具有一定的优势。
(3)本发明方法利用陶土颗粒作为磷吸附剂，属于以废制废，成本低廉，且使用过的陶土颗粒还可通过回收利用过程多次循环使用，因此具有显著的经济效益和环境效
(4)本发明采用铝盐改性废弃陶土粉具有很好的磷去除能力，其磷吸附量由原来未改性陶土的13.6212mg(P)/g增加到21.0061mg(P)/g，吸附量提高65％。
(5)本发明采用铝盐改性陶土适合运用于pH为3-11的环境中，具有较强的抗酸冲击能力。
附图说明
图1为本发明陶土在25℃，初始磷浓度为50mg/L，投加量为2g/L的情况下，以120r/min的转速持续震荡75分钟，在不同PH时陶土对磷酸盐溶液的去除率。
图2为本发明在25℃，磷含量为50mg/L的含磷溶液中添加2g/L陶土颗粒，以120r/min持续震荡210分钟，磷的吸附历时曲线。
图3为改性陶土的zeta电位随pH值的变化曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
陶土预处理：
将陶土经过多次磁选、球磨和筛分，获得平均粒径≤0.15mm的陶土微粒，具体方法是：首先将陶土过100目筛，加水湿润，将湿润陶土置于振荡器中，以140r/min的速度震荡2小时，随后抽滤，重复此步骤2次，洗去多余的杂质，随后放入烘箱以80℃干燥5小时，防潮保存备用。
2、铝盐溶液的配置：
所述铝盐[Al13O4(OH)24H2O)12]7+配置过程为将0.48mol/L的NaOH溶液在60℃剧烈搅拌下逐滴加入0.2mol/L的AlCl3溶液中，直到OH-/Al3+达到2.4，在60℃老化24小时后在常温下老化24小时，得到所需铝盐。
3、陶土改性：
在10-60℃下，将0.3mol/L[Al13O4(OH)24H2O)12]7+溶液和陶土边搅拌边进行混合，陶土投加量为33.3g/L，随后搅拌24h，静置24h后过滤，最后放入烘箱，在80℃下干燥过夜，过100目筛，得改性陶土，放入干燥器备用。
4、改性陶土的除磷：
将0.2g的上述改性陶土加入浓度为50mg(P)/L的100mL含磷溶液中进行静态吸附，溶液的pH为3-11，在温度为15-40℃下以120r/min的速度进行恒温振荡，10min-3.5h后过0.45μm滤膜。用钼锑抗分光光度法测滤液中的磷浓度，测得改性陶土对磷的饱和吸附量为21.8314mg(P)/g。
图1为本发明陶土在25℃，初始磷浓度为50mg/L，投加量为2g/L的情况下，以120r/min的转速持续震荡75分钟，在不同PH时陶土对磷酸盐溶液的去除率。
图2为本发明在25℃，磷含量为50mg/L的含磷溶液中添加2g/L陶土颗粒，以120r/min持续震荡210分钟，磷的吸附历时曲线。由图可知，陶土颗粒在前20分钟磷吸附最快，然后逐渐变慢，约在75分钟时接近饱和磷吸附，饱和吸附量为21.8341mg/g。
图3为改性陶土的zeta电位随pH值的变化曲线，从中可以发现改性陶土吸附前后零电位点(即表面zeta电位为零时的pH值)分别为是pH＝5.34和PH＝1.97，吸附后零点电位向左移动。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。