專利名稱：多孔陶粒除磷晶種及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢水結(jié)晶床除磷的填料，尤其是一種用多孔陶粒培養(yǎng)的高效的、實(shí)用的晶種。
背景技術(shù)：
結(jié)晶法除磷就是向已投加鈣鹽的含磷廢水中添加一種結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)與難溶磷酸鹽相似的固體顆粒，破壞溶液的亞穩(wěn)態(tài)，而使磷酸鹽以實(shí)用的速度結(jié)晶沉淀，從而達(dá)到脫磷目的。目前常用的晶種是天然磷礦石(它含有磷、鈣組分，具有羥基磷酸鈣相似晶格)，但是機(jī)械強(qiáng)度較差，容易破碎，礦粉細(xì)小，在廢水處理過程中容易造成結(jié)晶床的堵塞，而且反沖洗時亦容易被沖走，工程上難以推廣應(yīng)用。
三、發(fā)明目的1、技術(shù)問題為了解決廢水結(jié)晶法除磷的工程問題，本發(fā)明提供一種多孔陶粒除磷晶種及其制備方法，該晶種不僅除磷效果好，而且粒徑適中、質(zhì)輕、化學(xué)穩(wěn)定性好、有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、價格較便宜。
2、技術(shù)方案本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明的多孔陶粒除磷晶種以多孔陶粒為載體，在多孔表面上培養(yǎng)一層磷酸鈣晶體層。作為晶種載體的多孔陶粒的堆積密度為1.5～2.0g/cm3，比表面積為8～12m2/g。
本發(fā)明的多孔陶粒除磷晶種的制備方法為將堆積密度為1.5～2.0g/cm3的多孔陶粒加入磷培養(yǎng)液中，調(diào)節(jié)pH值為8.5～10，Ca/P(質(zhì)量比)為3/1～5/1，進(jìn)行攪拌培養(yǎng)12～24小時，即培養(yǎng)成多孔陶粒除磷晶種。
在含磷、鈣的溶液中，適當(dāng)?shù)膒H值條件下，加入陶粒載體后，其較大的比表面積為優(yōu)先吸附溶液中的Ca2+、HPO42-、PO43-等離子在表面形成濃縮層提供了可能，這使離子積[Ca2+][PO43-][OH-]局部超過磷酸鈣化合物的溶度積，從而在陶粒表面迅速形成一些無定形物質(zhì)(無定形指的是一種沒有良好組織的晶體結(jié)構(gòu)固體，主要是磷酸鈣化合物的其它形式，如CaHPO4·2H2O、Ca4H(PO4)3等)，這些無定形亞穩(wěn)物質(zhì)在溶液中比它相應(yīng)的結(jié)晶固體更易于溶解，是難溶磷酸鹽晶體的過渡形式，并逐漸向熱力學(xué)更穩(wěn)定的晶體形式轉(zhuǎn)化，最終形成磷酸鈣化合物中熱力學(xué)最穩(wěn)定的磷酸鈣晶體。在晶種培養(yǎng)的前段誘導(dǎo)期中，陶粒表面存在著晶析，溶解和晶體轉(zhuǎn)化的動態(tài)過程，直到在陶粒表面生成一層穩(wěn)定的磷酸鈣晶體，晶種培養(yǎng)從誘導(dǎo)期進(jìn)入了晶種生長期，總反應(yīng)式可表示為。一旦在多孔陶粒表面形成了穩(wěn)定的磷酸鈣晶體層，即完成了多孔陶粒晶種的培養(yǎng)，此晶種便能用于結(jié)晶床除磷。
3、有益效果本發(fā)明的有益效果是，多孔陶粒晶種用于結(jié)晶法除磷速度快，效果好，出水含磷可低于國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)，該晶種機(jī)械強(qiáng)度好，不易破碎、堵塞，培養(yǎng)方法簡單，投資少。
將培養(yǎng)好的多孔陶粒晶種裝入結(jié)晶床，含磷廢水在一定條件下通過該結(jié)晶床，即能取得良好的除磷效果。
具體實(shí)施例方式
取一定規(guī)格的多孔陶粒(比表面8-12m2/g，堆積密度1.5-2.0g/cm3)，在pH為8.5-10，Ca/P(質(zhì)量比)為3-5的水中，以一定攪拌速度培養(yǎng)12-24小時，即可培養(yǎng)成多孔陶粒晶種。用此晶種填入結(jié)晶床中，即可用于含磷廢水的結(jié)晶除磷，當(dāng)含磷廢水在一定條件下通過多孔陶粒晶種，水中的磷和鈣在多孔陶粒晶種的誘導(dǎo)下脫穩(wěn)，以磷酸鈣的晶體形式析于晶種表面，從而去除水中的磷，其除磷率可達(dá)80％以上。
權(quán)利要求
1.一種多孔陶粒除磷晶種，其特征在于該晶種以多孔陶粒為載體，在多孔表面上有一層磷酸鈣晶體層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陶粒除磷晶種，其特征在于作為晶種載體的多孔陶粒的堆積密度為1.5～2.0g/cm3，比表面積為8～12m2/g。
3.一種多孔陶粒除磷晶種的制備方法，其特征在于制備的方法為將堆積密度為1.5～2.0g/cm3的多孔陶粒加入磷培養(yǎng)液中，調(diào)節(jié)pH值為8.5～10，進(jìn)行攪拌培養(yǎng)12～24小時，即培養(yǎng)成多孔陶粒除磷晶種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多孔陶粒除磷晶種的制備方法，其特征在于磷培養(yǎng)液為Ca/p＝3/1～5/1的溶液。
全文摘要
多孔陶粒除磷晶種及其制備方法涉及廢水結(jié)晶床除磷的填料，尤其是一種用多孔陶粒培養(yǎng)的高效的、實(shí)用的晶種。該晶種以多孔陶粒為載體，在多孔陶粒表面上有一層磷酸鈣晶體層。制備方法為將堆積密度為1.5～2.0g/cm
文檔編號C02F1/52GK1453222SQ03131590
公開日2003年11月5日 申請日期2003年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月28日
發(fā)明者張林生, 葉峰, 吳海鎖 申請人:東南大學(xué)