一種活化給水廠廢棄泥除磷吸附劑的制備方法技術

本發明專利技術屬環保行業水處理技術領域，涉及一種活化給水廠廢棄泥除磷吸附劑的制備方法，其特征在于給水廠廢棄泥經干化、破碎、研磨成≤2mm的顆粒，用馬弗爐進行熱活化處理，溫度控制在300～400℃，時間為4～6h，將熱活化后的給水廠廢棄泥于干燥器內冷卻至室溫，混勻得到活化給水廠廢棄泥除磷吸附劑成品。本發明專利技術采用熱活化方式對給水廠廢棄泥進行改性，顯著增強了吸附劑對磷的吸附能力，該方法具有操作簡單、成本低廉和安全高效等特點；本發明專利技術優化了給水廠廢棄泥的資源化利用途徑，使其發揮環境和經濟雙重效益，制得的除磷吸附劑在水體磷污染治理領域具有廣泛的適用性。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術屬環保行業水處理
，涉及，其特征在于給水廠廢棄泥經干化、破碎、研磨成≤2mm的顆粒，用馬弗爐進行熱活化處理，溫度控制在300～400℃，時間為4～6h，將熱活化后的給水廠廢棄泥于干燥器內冷卻至室溫，混勻得到活化給水廠廢棄泥除磷吸附劑成品。本專利技術采用熱活化方式對給水廠廢棄泥進行改性，顯著增強了吸附劑對磷的吸附能力，該方法具有操作簡單、成本低廉和安全高效等特點；本專利技術優化了給水廠廢棄泥的資源化利用途徑，使其發揮環境和經濟雙重效益，制得的除磷吸附劑在水體磷污染治理領域具有廣泛的適用性。【專利說明】
本專利技術涉及，屬于廢棄物資源化利用和水污染控制處理
。
技術介紹
水體富營養化是我國目前亟待解決的環境污染問題，磷是引起水體富營養化的關鍵物質之一。因此，有效控制水體磷污染是緩解水體富營養化的首選措施。常用的除磷技術包括生物法除磷、化學法除磷和吸附法除磷，其中吸附法除磷由于其工藝簡單、經濟可行且可回收磷等特點備受關注，該方法的關鍵在于磷吸附劑的選擇，因此開發一種經濟、高效、穩定的磷吸附材料具有重要意義。近年來，許多學者已經嘗試采用一些改性的大然材料或固體廢棄物作為磷吸附劑去除水體中的磷，例如添加交聯劑、改性劑和吸附助劑等改性的磷吸附劑，專利CN101992068A，公開了一種氮磷吸附劑，是將凹凸棒土與醇溶液混合，加入一定比例的烯類單體、輔助原料、引發劑和交聯劑，于60?90°C進行交聯反應，干燥而得；專利CN101683607A，公開了 一種復合改性的蒙脫土吸附劑的制備方法，是將蒙脫土與聚合羥基鋁和聚乙烯醇溶液加熱反應，水洗干燥后在氮氣下煅燒，用硫酸回流而得；專利CN102553515A公開了一種以凈水污泥為原料制備除磷吸附劑的方法，是將凈水污泥與濃硫酸按一定比例混合造粒，烘干后置于硝酸鈰中浸泡一段時間，而后于400°C的馬弗爐煅燒所得。專利CN1669632A，公開了活性粉煤灰磷吸附劑的制備方法，是將粉煤灰與堿性活化劑混合于600?1000°C焙燒，待冷卻后與酸性改性劑加熱反應而得；專利CN102658097A，公開了高效除磷多孔性顆粒吸附劑的制備方法，是將白云石與蒙脫石的混合物與可溶性淀粉、Al2(SO4)3和水以一定比例混合造粒而得；專利CN1748857A，公開了新型磷酸根吸附劑的制備方法，是將無機礦土與氯氧化物水溶液混合，用堿性物質調節pH為9?12，再經微波烘燒而得；專利CN101791534A，公開了一種除磷吸附劑及其制備方法，是將沸石或煤渣與氯化鐵溶液混合，并用氫氧化鈉調節pH為6.5?8，水洗干燥而得；專利CN101913675A，公開了一種改性廢棄蛋殼去除水中磷的方法，是將蛋殼與鐵鹽、氫氧化鈉以一定比例混合、攪拌，于100?105°C烘干而得；專利CN102500337A，公開了一種以鐵鹽改性牡蝴殼的除磷吸附劑、其制備方法及應用，是將牡蝴殼粉與鐵鹽溶液混合，并用堿性物質調節PH，水洗干燥而得；專利CN102380350A，公開了一種羥基磷灰石改性蛋殼吸附劑材料去除和回收廢水中磷酸鹽的方法，是將蛋殼粉末與可溶性磷酸鹽溶液混合，采用堿性物質調節PH為9，水洗干燥而得；專利CN102614854A，公開了一種除磷載鐵活性炭吸附劑的制備方法，是將粉末活性炭經鹽酸浸泡、水洗干燥，再注入強氧化性酸溶液浸潰、水洗干燥，隨后與無機鐵鹽溶液混合、烘干、水洗而得；加酸熟化改性的磷吸附劑，如專利CN1981921A，公開了高活性赤泥吸附劑及其制備方法，是將赤泥與酸溶液以一定比例混合，于65?95°C溫度下進行加熱反應，水洗烘干而得；專利CN101376094A，公開了改性粉煤灰磷吸附劑的制備方法及其應用，是將粉煤灰與濃硫酸利水按一定比重混合，于20?300°C溫度下進行熟化反應而得；高溫煅燒改性的磷吸附劑，如專利CN102489245A，公開了一種改性浮石吸附材料及其制備方法與應用，是將赤泥加入硝酸溶液浸潰，過濾烘干并于1000?12000°C焙燒而得；專利CN102631890A，公開了一種改性粉煤灰吸附劑的制備方法，是將粉煤灰與吸附助劑碳酸鈉按一定質量比混合，于100?500°C的馬弗爐中焙燒而得；專利CN101653722A，公開了凹凸棒石粘土除磷吸附劑的制備方法及其應用，是將凹凸棒石粉末于300?500°C的馬弗爐中焙燒而得；專利CN102068969A，公開了改性蛭石除磷吸附劑的制備及其應用的方法，是將蛭石粉末于700°C的馬弗爐中焙燒而得。從上述專利技術專利可以看出，由借助酸堿、鐵鋁鹽等化學藥劑的改性到高溫焙燒改性，磷吸附劑的改性方法逐漸趨于簡單化，并且選擇改性的磷吸附劑主要是固體廢棄物。給水廠廢棄泥是給水處理過程的安全副產物，與污水處理廠剩余污泥不同，給水廠廢棄泥是一種相對清潔的廢棄物，主要由鐵鋁絮凝劑水解產生的氫氧化物聚合體和原水中雜質組成。由于鐵鋁氫氧化物對磷具有很好的固定能力，因此給水廠廢棄泥可以作為一種制備高效磷吸附劑的原材料。以給水廠廢棄泥為基礎的高效磷吸附劑的制備，將有利于實現“以廢治廢”的目標，對我國節能減排及發展循環經濟具有重要作用。
技術實現思路
本專利技術提供了一種以給水廠廢棄泥為原料制備高效、穩定的除磷吸附劑的方法。本專利技術通過熱活化去除給水廠廢棄泥中大部分有機質和其他與磷存在競爭作用的雜質，以達到提高給水處理廠廢棄污泥磷吸附能力的目的，具體技術方案如下:I)原給水廠廢棄泥經干化、破碎、研磨成粒徑< 2_的顆粒；2)將所得顆粒置于馬弗爐中進行熱活化，溫度控制在300?400°C條件下，時間為4 ?6h0 ；3)將熱活化后的給水廠廢棄泥取出，置于干燥器中冷卻至室溫；磨碎、混勻，得到活化給水廠廢棄泥除磷吸附劑。本專利技術的優點和有益效果體現在:I)本專利技術以給水廠廢棄泥為原料，屬于給水廠的廢棄物，具有分布廣、易獲取、可利用等優點；2)本專利技術在給水廠廢棄泥的活化過程中未添加任何化學物質，保證了其應用的安全性；3)本專利技術的工藝簡單、成本低、效率高，優化了給水廠廢棄泥的特性，使其具有更好的環境和經濟效益，有利于推進其資源化利用，符合循環經濟的發展要求。【專利附圖】【附圖說明】圖1為300°C熱活化前后給水廠廢棄泥的XRD和SEM圖(a為活化前；b為活化后);圖2為300°C熱活化前后給水廠廢棄泥對不同磷酸鹽的吸附能力(a為正磷酸鹽；b為聚磷酸鹽；c為有機磷酸鹽)；圖3為400°C熱活化前后給水廠廢棄泥的XRD和SEM圖(a為活化前；b為活化后);圖4為400°C熱活化前后給水廠廢棄泥對不同磷酸鹽的吸附能力(a為正磷酸鹽；b為聚磷酸鹽；c為有機磷酸鹽)； 【具體實施方式】以下通過具體的實施例對本專利技術的技術方案進一步描述。本專利技術的實施不限于以下實施例。實施例1以北京市某水廠的廢棄泥為原料，該廢棄泥中鐵和鋁的含量分別為120和58mg ν—1，經干化、破碎、研磨得粒徑≤2mm的顆粒；將所得顆粒置于300°C的馬弗爐中進行熱活化，時間為4h ;熱活化后的給水廠廢棄泥于干燥器中冷卻至室溫，將其磨碎、混勻，得到活化給水廠廢棄泥除磷吸附劑。XRD表征結果顯示，300°C熱活化后給水廠廢棄泥中僅含有二氧化硅晶體，鐵鋁主要以無定形態存在，與活化前相比，給水廠本文檔來自技高網...

【技術保護點】
本專利技術提供了一種以給水廠廢棄泥為原料制備高效、穩定的除磷吸附劑的方法。本專利技術通過熱活化去除給水廠廢棄泥中大部分有機質和其他與磷存在競爭作用的雜質，以達到提高給水處理廠廢棄污泥磷吸附能力的目的，具體技術方案如下：1)原給水廠廢棄泥經干化、破碎、研磨成粒徑≤2mm的顆粒；2)將所得顆粒置于馬弗爐中進行熱活化，溫度控制在300～400℃，時間為4～6h。；3)將熱活化后的給水廠廢棄泥取出，置于干燥器中冷卻至室溫；磨碎、混勻，得到活化給水廠廢棄泥除磷吸附劑。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：裴元生，高思佳，王昌輝，
申請(專利權)人：北京師范大學，
類型：發明
國別省市：北京;11