申请日2013.03.04
公开(公告)日2013.06.05
IPC分类号C02F1/28; C02F9/04
摘要
本发明公开了本发明公开了一种去除碱性废水中高浓度磷污染的方法，具体步骤为：步骤1)合成掺镁文石(Mg/CaCO3)型碳酸钙纳米吸附剂;步骤2)在含有磷的水中加掺镁文石型碳酸钙吸附剂;步骤3)吸附剂在溶液中作用时间大于4小时;步骤4)静置一段时间，使合成的掺镁文石型碳酸钙吸附剂颗粒沉淀下来，从而去除水溶液中的磷。本发明为去除碱性废水中高浓度磷提供了一种方法，并且使碱性废水中高浓度磷(浓度为500mg/L)污染的去除率达到80%以上,为净化水环境以及资源再利用奠定了基础，具有良好的经济和社会效益。
权利要求书
1.一种去除碱性废水中高浓度磷污染的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1)将含有MgCl2的0.3mol/L Ca(CH3COO)2水溶液加入到乙二醇中配成溶液A,1mol/L Na2CO3水溶液加入到乙二醇中配成溶液B,然后迅速将溶液A与溶液B混合于容器中，在水浴为50℃条件下将其搅拌均匀，反应2小时，得到悬浊液沉淀;
步骤2)用无水乙醇清洗悬浊液沉淀，并在烘箱中烘干，得到合成掺镁文石型碳酸钙吸附剂;
步骤3) 在含有磷的废水中，加入合成掺镁文石型碳酸钙吸附剂;
步骤4)控制pH，使废水溶液的pH保持在碱性范围内;
步骤5)常温下搅拌4至8小时;
步骤6)搅拌结束后，静置预定的时间，并使用低速离心机，使溶液中的颗粒物沉淀下来，从而去除废水中的磷。
2.根据权利要求1所述的一种去除碱性废水中高浓度磷污染的方法，其特征在于：所述步骤2)中的烘干温度设置范围为40℃至70℃。
3.根据权利要求1所述的一种去除碱性废水中高浓度磷污染的方法，其特征在于：所述步骤3)中加入的合成掺镁文石型碳酸钙吸附剂的以克为单位的质量数与水中磷的总摩尔质量数的比例为31：4。
4.根据权利要求1所述的一种去除碱性废水中高浓度磷污染的方法，其特征在于：所述步骤4)中pH值保持在8以上范围。
说明书
一种去除碱性废水中高浓度磷污染的方法
技术领域
本发明涉及一种无机纳米材料制备与净水环境保护技术领域，具体涉及一种去除碱性废水中高浓度磷污染的方法。
背景技术
水体富营养化的危害正在威胁着人类社会的可持续发展。磷(P)元素被认定为影响水环境质量的最危险因素之一，这是由于水体中过量的磷元素能够促进水生植物的生长，从而容易导致水体质量的下降。据调查，我国湖泊、水库中水质总磷浓度为0.018-0.97mg/L，普遍高于发生水体富营养化的磷浓度为0.02mg/L的标准。实际工业的含磷废水中磷浓度远远高于此标准，如涂装废水中磷酸盐质量浓度达到100 mg/L 左右，一些企业排放的废水中磷污染的浓度更高，如不加处理直接排放到水体中，将导致水体环境的恶化。
基于这样的现状，怎样从工业废水中有效地去除高浓度的磷污染物，成为一个重要的课题。目前, 除磷的方法主要分为吸附法、生物法、化学沉淀法和生态法。传统化学除磷法成本高、除磷后出泥量大,容易产生二次污染;生物除磷法反应条件苛刻、稳定性差，且难以处理高浓度含磷废液;生态除磷法见效慢，存在种植的水生生物难以控制的隐患，需要经常清理、打捞，受季节影响和外界环境影响较大，容易引起二次污染。吸附法除磷具有占地面积少，工艺简单，操作方便，处理费用低，适用范围广等优点，在实际应用中主要使用天然矿物材料，天然矿物材料在大自然中容易获得并在去除磷的过程中不容易造成二次污染。
方解石(主要成分为CaCO3)作为一种容易获得且成本低廉的天然矿物材料，已有研究表明，方解石能有效的去除水体中的磷。方解石去除磷的机制受到磷浓度的影响。在低磷浓度时，方解石去除磷主要模型是吸附，在高磷浓度时，方解石去除磷的主要模型是内层化学吸附。另外pH值在方解石去除磷的过程中起着很重要的作用，在低磷浓度时，高pH值有利于去除磷。当pH值在7.0-8.2之间时，吸附过程似乎是通过静电和化学反应相互作用产生的。在高磷浓度时，当pH值在6-7区间内，吸附去除磷的效率是最高的，然后随着pH值的增加而变低。pH值处在碱性条件下，方解石去除高浓度磷的效率随着pH值的改变所呈现出的变化，不利于方解石去除磷的应用。进一步的研究认为是方解石中的主要成分CaCO3在去除磷的过程中起了主导作用。
基于以上原因，发明一种能够高效去除工业废水中的高浓度磷并受pH值影响较小的纳米碳酸钙材料的制备方法，对净化水环境以及资源再利用有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种去除碱性废水中高浓度磷污染的方法，本发明使碱性废水中高浓度磷(浓度为500mg/L)污染的去除率达到80%以上,为净化水环境以及资源再利用奠定了基础，具有良好的经济和社会效益。
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：
一种去除碱性废水中高浓度磷污染的方法，包括以下步骤：
步骤1)将含有MgCl2的0.3mol/L Ca(CH3COO)2水溶液加入到乙二醇中配成溶液A,1mol/L Na2CO3水溶液加入到乙二醇中配成溶液B,然后迅速将溶液A与溶液B混合于容器中，在水浴为50℃条件下将其搅拌均匀，反应2小时，得到悬浊液沉淀;
步骤2)用无水乙醇清洗悬浊液沉淀，并在烘箱中烘干，得到合成掺镁文石型碳酸钙吸附剂;
步骤3) 在含有磷的废水中，加入合成掺镁文石型碳酸钙吸附剂;
步骤4)控制pH，使废水溶液的pH保持在碱性范围内;
步骤5)常温下搅拌4至8小时;
步骤6)搅拌结束后，静置预定的时间，并使用低速离心机，使溶液中的颗粒物沉淀下来，从而去除废水中的磷。
进一步的，所述步骤2)中的烘干温度设置范围为40℃至70℃。
进一步的，所述步骤3)中加入的合成掺镁文石型碳酸钙吸附剂的以克为单位的质量数与水中磷的总摩尔质量数的比例为31：4。
进一步的，所述步骤4)中pH值保持在8以上。
本发明的有益效果是:
1、本发明中使用的吸附剂的热稳定性和吸附效率高且抗污染能力强，使用寿命长;对水中的磷元素表现出良好的吸附性能，解决了在碱性条件下碳酸钙吸附剂去除高浓度磷效率低的问题，且吸附所得的产物经简单处理可以作为磷肥使用在农田中;非常接近于天然环保矿物材料，不会造成二次污染;再生循环使用问题相对比较容易解决，为工业废水污染处理奠定了良好的基础，具有良好的社会、经济效益。
2、吸附剂法水处理，具有工艺简短、操作方便、原材料价廉，效率高、能耗低、易于放大且来源广泛等特点。
3、本发明可以在水处理反应器中直接进行，操作方便、简单易行，实际处理中无需考虑pH值的影响，具有良好的应用前景。
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例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。