申请日2009.08.10
公开(公告)日2010.01.20
IPC分类号C02F1/62; C04B28/00; C02F101/20; B28B11/24; C04B18/04; B28B3/00
摘要
本发明提供一种免烧法制备的牡蛎壳可回收废水除磷材料及制备方法，属于可回收废水除磷生态环境材料。解决现有技术中牡蛎壳利用不合理，废水中磷元素去除不完全、成本高、工艺流程复杂等技术问题;本发明充分利用牡蛎壳中含丰富的钙资源，将预处理后的牡蛎壳与水泥按适当比例混合均匀后，成型，以免烧的形式养护制成废水除磷材料。本专利产品配方与工艺简单，成本低廉，除磷能力强，制品强度高，可回收，解决了制约除磷材料回收再生方面的技术难题，具有很强的市场竞争能力和推广应用价值。
权利要求书
1.一种免烧法制备的牡蛎壳可回收废水除磷材料，其特征在于：所述 废水除磷材料的原料配方，按照重量百分比包括：牡蛎壳50-90%，水泥10-50%。
2.根据权利要求1所述的免烧法制备的牡蛎壳可回收废水除磷材料， 其特征在于：所述牡蛎壳为水产养殖的废弃物，水泥为普通硅酸盐水泥。
3.一种如权利要求1或2所述的牡蛎壳可回收废水除磷材料的制备方 法，其特征在于：所述牡蛎壳废水除磷材料的制备方法为采用不需热处理的免烧工艺。
4.根据权利要求3所述的牡蛎壳可回收废水除磷材料的制备方法，其 特征在于：所述方法的具体步骤为：
a)牡蛎壳干燥后，破碎研磨;
b)按配方准确称取原料，加适量水混合均匀;
c)将混合料压制成型;
d)将成型后的样品放在水中静置养护28天后即可制得可回收废水除磷材料。
5.根据权利要求4所述的牡蛎壳可回收废水除磷材料的制备方法，其 特征在于：所述步骤a)中牡蛎壳采用自然干燥或烘干，破碎研磨后过100目筛。
6.根据权利要求4所述的牡蛎壳可回收废水除磷材料的制备方法，其 特征在于：所述步骤b)中的适量水为：每1kg的混合料中，加入150-400mL的水。
7.根据权利要求4所述的牡蛎壳可回收废水除磷材料的制备方法，其 特征在于：所述步骤c)中压制成型试样为外径6-12mm，内径3-9mm，长6-12mm的管状试样， 或者制成直径5-30mm的粒状试样。
8.一种如权利要求4所述方法制备的牡蛎壳可回收废水除磷材料，其 特征在于：所述废水除磷材料材料置于含磷废水中除去含废水中的磷元素;所述废水除磷材 料用过后从水中捞起，回收循环使用。
说明书
免烧法制备的牡蛎壳可回收废水除磷材料及制备方法
技术领域
本发明属于可回收废水除铅生态环境材料，更具体涉及一种免烧法制备的牡蛎壳可 回收废水除磷材料及制备方法。
背景技术
福建水产养殖业发达，牡蛎养殖面积、产量均居全国之冠。仅漳浦县霞美镇一地，牡蛎 养殖面积达3万亩，年废弃牡蛎壳1万吨，全省堆积废弃的牡蛎壳累积已有近百万吨，每年还 在快速递增。牡蛎壳含有丰富的钙盐(CaCO3)，具有丰富的天然多孔表面，并具有一定的 生物活性，特殊的物理构造，具有较强的吸附能力、交换能力和催化分解等作用。国内外 关于废弃牡蛎壳的综合利用方面的研究报道很少。在沿海乡村，常把牡蛎壳烧成石灰后刷墙 ，利用价值很低。近年来，有人进行利用牡蛎壳制备活性钙的研究，主要用于人体补钙，水 泥、涂料、饲料等添加剂，但牡蛎壳的消耗量仍十分有限。至今为止，比较少研究报道将牡 蛎壳用于制备废水净化材料。
人类的各种活动，导致大量富含氮磷的废水排入江河湖海，造成水体富营养化，对人类 的生存与发展具有极大的危害。磷是富营养化的主要元素，因此，水体磷的净化成为普遍关 注的话题。目前除磷的主要方法有3种，(1)化学沉淀法：向水体投放混凝剂，生成 Ca5OH(PO3)3、AlPO4、FePO4等难溶性的沉淀物。该法需要投放大量混凝剂，成本高，形成的 污泥会导致水体二次污。(2)生物法：种植对氮磷具有净化和吸附性能的水生植物，将氮 和磷贮存到植物组织中后捞走，此法受时间、季节与环境条件限制;生物膜法因膜表面易污 染堵塞、清洗困难，也受限。(3)吸附法：包括物理吸附与化学吸附，是目前最有前途的脱 磷方法。但除磷效率不高，投放大量吸附剂粉料后，淤泥增多，回收困难，二次污染更为严 重。
牡蛎壳含丰富的钙资源，其中钙活性很高，除磷响应时间快、效率高，吸附除磷能力 强，但直接投入废水中除磷时，生成难溶性的沉淀物，形成的污泥会导致水体二次污染，除 磷材料无法回收。
发明内容
本发明的目的是提供一种免烧法制备的牡蛎壳可回收废水除磷材料及制备方法。解决现 有技术中牡蛎壳利用不合理，废水中磷元素去除不完全、成本高、工艺流程复杂等技术问题 ;本发明用牡蛎壳为主要原料，采用免烧工艺，不仅制品性能好，生产成本低，可回收，除 去水中磷元素效果好，除磷成本低，有利于实现环境保护和变废为宝的双重目的。
本发明的可回收高效废水除磷材料，其原料配方，按照重量百分比包括：牡蛎壳 50-90%，水泥10-50%。
本发明的具体步骤为：a)将牡蛎壳干燥后，破碎研磨，过100目筛;b)按配方准确称取 原料，加适量水混合均匀;c)将混合料压制成型为外径6-12mm，内径3-9mm，长6-12mm的管 状试样，或者制成直径5-30mm的粒状试样。d)放在水中静置养护28天后制得可回收废水除磷 材料。
本发明的显著优点是：较之已有技术而言，本发明充分利用牡蛎壳来源广泛，密度低， 具有生物活性的特点，本发明专利将牡蛎壳与水泥按一定比例混合，制成各种试样，使牡蛎 壳粒子固化。本发明专利的废水除磷材料，强度高，在水中的稳定性好，废水中的磷酸根离 子会与牡蛎壳粒子产生反应达到除磷的目的;另一方面用本发明专利制成的牡蛎壳废水除磷 材料，工艺简单，能耗低、材料强度高，可回收，解决了制约除磷材料回收再生方面的技术 难题。与本课题组先前申请的“利用牡蛎壳制备可回收废水除磷材料的原料配方及制备方法 ”(申请号：2007100098550.0)发明相比，既降低了原发明技术中热处理过程花费的成本 ，又减少了废气的排放，制备成本低廉、可回收的除磷的制品;主要采取免烧工艺制备材料 ，工艺简单、除磷速度快、效率高、可回收。制品不仅成本低，提高了市场竞争力，更有利 于实现环境保护和变废为宝的双重目的。
具体实施方式
可回收废水除磷材料的原料配方，按照重量百分比包括：牡蛎壳50-90%，水泥10-50%。
以上的牡蛎壳为水产养殖的废弃物，水泥为普通硅酸盐水泥。
牡蛎壳可回收废水除磷材料的制备方法为采用不需热处理的免烧工艺，其制备方法的具 体步骤为：
a)牡蛎壳干燥后，破碎研磨;牡蛎壳采用自然干燥或烘干，破碎研磨后过100目筛。
b)按配方准确称取原料，加适量水(每1kg的混合料中，加入150-400mL的水)混合均 匀;
c)将混合料压制成型试样为外径6-12mm，内径3-9mm，长6-12mm的管状试样，或者制成 直径5-30mm的粒状试样。
d)将成型后的样品放在水中静置养护28天后即可制得可回收废水除磷材料。
将本发明的废水除磷材料材料置于含磷废水中除去含废水中的磷元素;所述废水除磷材 料用过后从水中捞起，回收循环使用。
以下是本发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此。
实施例1，
利用牡蛎壳和水泥为原料制备制备可回收废水除磷材料，其原料配方，按照重量百分比 如下：牡蛎壳80%，水泥20%。
制备步骤：
将牡蛎壳放置阳光下晒干后，保温2h，破碎研磨，过100目筛;
按配方准确称取原料、水泥，加适量水(每1kg的混合料中，加入250mL的水)混合均匀 ;
将混料进行压制成型，制成外径8mm，内径4mm，长16mm的空心管状试样;
放在水中静置养护28天，制得可回收废水除磷材料。
废水除磷净材料性能：在水槽中加入除磷净化材料及模拟废水(5mg/l KH2PO4水溶液) ，剂量为1g/40ml，使除磷材料与模拟废水溶液相接触，在各个设定的时间采样，利用可见 光分光光度计钼蓝法测试磷浓度随时间的变化情况。48小时后磷浓度降到了0.56mg/L。
实施例2：
利用牡蛎壳和水泥为原料制备制备可回收废水除磷材料，其原料配方，按照重量百分比 如下：牡蛎壳90%，水泥10%。
制备步骤：
a)将牡蛎壳置于干燥箱中，100℃干燥，破碎研磨，过100目筛;
b)按配方准确称取原料、水泥，加适量水(每1kg的混合料中，加入200mL的水)混合均 匀;
c)将混料进行压制成型，制成外径8mm，内径4mm，长16mm的空心管状试样;
d)放在水中静置进行养护28天，制得可回收废水除磷材料。
废水除磷净材料性能：在水槽中加入除磷净化材料及模拟废水(5mg/l KH2PO4水溶液) ，剂量为1g/40ml，使除磷材料与模拟废水溶液相接触，在各个设定的时间采样，利用可见 光分光光度计钼蓝法测试磷浓度随时间的变化情况。48小时后磷浓度降到了0.92mg/L。
实施例3：
利用牡蛎壳和水泥为原料制备制备可回收废水除磷材料，其原料配方，按照重量百分比 如下：牡蛎壳50%，水泥50%。
制备步骤：
a)将牡蛎壳自然干燥后，破碎研磨，过100目筛;
b)按配方准确称取原料、水泥，加适量水(每1kg的混合料中，加入320mL的水)混合均 匀;
c)将混料进行压制成型，制成外径8mm，内径4mm，长16mm的空心管状试样;
d)放在水中静置进行养护28天，制得可回收废水除磷材料。
废水除磷净材料性能：在水槽中加入除磷净化材料及模拟废水(5mg/l KH2PO4水溶液) ，剂量为1g/40ml，使除磷材料与模拟废水溶液相接触，在各个设定的时间采样，利用可见 光分光光度计钼蓝法测试磷浓度随时间的变化情况。48小时后磷浓度降到了0.58mg/L。