專利名稱:工業(yè)鹽泥基復合除磷材料及其制備方法
技術領域:
本發(fā)明是利用工業(yè)鹽泥并輔以電石渣、粘結劑及發(fā)泡劑開發(fā)出的一種用于污
(廢)水處理的復合除磷材料,屬水污染防治的技術領域。
背景技術:
磷是導致水體富營養(yǎng)化的主要因素。同時,磷也是生命體不可或缺的營養(yǎng)元素,是 一種難以再生、日益枯竭的資源。
目前污水中磷的去除方法主要有生物法和化學法。生物法除磷工藝復雜,且出水
穩(wěn)定性較差;化學法除磷雖處理效果好,但應用的除磷材料(藥劑)多為石灰、鋁鹽、鐵鹽、
亞鐵鹽及鎂鹽等工業(yè)產(chǎn)品,由于除磷藥劑費用較高、污泥量較大,造成了該法在實際生產(chǎn)應
用中的瓶頸。已有的研究表明,開發(fā)出對磷吸附能力強、具有一定強度和化學穩(wěn)定性、水流
阻力小、經(jīng)濟效益好的高效除磷材料,并應用到各種污(廢)水的化學除磷中,將污水中的
磷富集并分離出來,是保證污水除磷效果、實現(xiàn)磷資源再循環(huán)利用的重要手段。 鹽泥、電石渣是化工行業(yè)排放的廢棄物。這些廢棄物的大量堆置不僅浪費土地資
源,且容易造成環(huán)境污染。目前,我國鹽泥的年排放量達60萬噸以上,電石渣(干渣)的年
排放量近500萬噸。這些廢渣目前僅部分地被用作筑路材料、回填材料、制磚材料等低附加
值的利用模式;而以工業(yè)鹽泥為基材開發(fā)出適合污水處理的高效除磷材料并以此實現(xiàn)磷資
源的再循環(huán)利用,這在國內外尚未見諸報道。
發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明的目的是提供一種工業(yè)鹽泥基復合除磷材料及其制備方法,通 過該高效除磷材料的使用,可使污(廢)水排放之磷濃度達到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物 排放標準》(GB18918-2002) —級(A)標準,減輕水體富營養(yǎng)化狀況,改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。
技術方案本發(fā)明的工業(yè)鹽泥基復合除磷材料中的各組分占材料總質量的比例 為 鹽泥65%_85% 電石渣10%_25% 粘結劑4%_10% 發(fā)泡劑2%。-10%0。 所述的鹽泥的粒度為70-200目。 所述的粘結劑為水泥或石膏。
工業(yè)鹽泥基復合除磷材料的制備方法為 a.將鹽泥、電石渣和粘結劑投入滾筒造粒機中混合均勻,制成膠凝材料;
b.將發(fā)泡劑和水加到勻漿機中,在4000r min—1以上的轉速下攪拌5分鐘,將發(fā) 泡劑打成"牛奶"狀泡沫;將泡沫分批少量地添加到混合均勻的膠凝材料中,l個小時左右 造粒成型;
c.冷法養(yǎng)護在溫度大于5t:的環(huán)境中,對成型的球體覆蓋24h,6 8h后進行灑 水養(yǎng)護;養(yǎng)護期約為2 3天。 有益效果通過對本發(fā)明材料的開發(fā)、生產(chǎn)、應用及最終處置,可實現(xiàn)工業(yè)廢棄物 的再利用及資源化,并追加了廢物利用的附加值,降低了磷資源的回收成本,不僅能夠保護 環(huán)境、實現(xiàn)廢棄物的資源化,還能取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
具體實施例方式
以實驗室小批量生產(chǎn)為例說明具體的實施方式。 (1)鹽泥(70-200目)(質量比): 比例上限85% 比例下限65% 比例最佳點74% (2)電石渣(質量比): 比例上限25% 比例下限10% 比例最佳點20% (3)粘結劑(質量比) 比例上限10% 比例下限5% 比例最佳點6% 裝置轉筒造粒機、勻漿機(由于實驗室規(guī)模發(fā)泡劑用量很少,生產(chǎn)性制泡機制泡 量很大,所以選用轉速與其相當?shù)膭驖{機代替)。
工業(yè)鹽泥基復合除磷材料的制備方法為 a.將鹽泥、電石渣和粘結劑投入滾筒造粒機中混合均勻,制成膠凝材料;
b.將發(fā)泡劑和水加到勻漿機中,在4000r min—1以上的轉速下攪拌5分鐘,將發(fā) 泡劑打成"牛奶"狀泡沫;將泡沫分批少量地添加到混合均勻的膠凝材料中,l個小時左右 造粒成型; c.冷法養(yǎng)護在溫度大于5°C的環(huán)境中,對成型的球體覆蓋24h, 6 8h后進行灑
水養(yǎng)護;養(yǎng)護期約為2 3天。
實例1 : 膠凝材料總質量400g,其中鹽泥(70-200目)296g,電石渣80g,粘結劑24g,發(fā)泡 劑3. 2mL,水60mL。 將鹽泥、電石渣和粘結劑投入滾筒造粒機中混合均勻。取3. 2mL發(fā)泡劑和60mL水 加到勻漿機中,在4000r 'min—1以上的轉速下攪拌5分鐘,將發(fā)泡劑打成"牛奶"狀泡沫。將 泡沫分批少量地添加到混合均勻的膠凝材料中,1個小時左右造粒成型。
實施后效果 1.靜態(tài)試驗結果表明,25°C時,鹽泥基除磷材料(0. 5cm粒徑)對磷的理論飽和吸 附量為17. 86mg g—、 2.初始磷酸鹽濃度為5mg L—、鹽泥基除磷材料(0. 5cm粒徑)投加量為8g L—、反應6小時后的剩余磷酸鹽濃度降到0. 41mg L—1 ( < 0. 5mg/L),達到國家《城鎮(zhèn)污水處理 廠污染物排放標準》(GB18918-2002) —級A標準。
實例2 : 膠凝材料總質量500g,其中鹽泥(70-200目)425g,電石渣125g,粘結劑50g,發(fā)泡 劑4. OmL,水75mL。 將鹽泥、電石渣和粘結劑投入滾筒造粒機中混合均勻。取4. OmL發(fā)泡劑和75mL水 加到勻漿機中,在4000r 'min—1以上的轉速下攪拌5分鐘,將發(fā)泡劑打成"牛奶"狀泡沫。將 泡沫分批少量地添加到混合均勻的膠凝材料中,1個小時左右造粒成型。
實施后效果 1.靜態(tài)試驗結果表明,25°C時,鹽泥基除磷材料(0. 5cm粒徑)對磷的理論飽和吸 附量為17. 86mg g—、 2.初始磷酸鹽濃度為5mg L—、鹽泥基除磷材料(0. 5cm粒徑)投加量為8g L—、 反應6小時后的剩余磷酸鹽濃度降到0. 41mg L—1 ( < 0. 5mg/L),達到國家《城鎮(zhèn)污水處理 廠污染物排放標準》(GB18918-2002) —級A標準。
實例3 : 膠凝材料總質量800g,其中鹽泥(70-200目)520g,電石渣80g,粘結劑40g,發(fā)泡 劑6. 4mL,水120mL。將鹽泥、電石渣和粘結劑投入滾筒造粒機中混合均勻。取6. 4mL發(fā)泡劑和120mL 水加到勻漿機中,在4000r 'min—1以上的轉速下攪拌5分鐘,將發(fā)泡劑打成"牛奶"狀泡沫。 將泡沫分批少量地添加到混合均勻的膠凝材料中,1個小時左右造粒成型。
實施后效果 1.靜態(tài)試驗結果表明,25°C時,鹽泥基除磷材料(0. 5cm粒徑)對磷的理論飽和吸 附量為17. 86mg g—、 2.初始磷酸鹽濃度為5mg L—、鹽泥基除磷材料(0. 5cm粒徑)投加量為8g L—、 反應6小時后的剩余磷酸鹽濃度降到0. 41mg L—1 ( < 0. 5mg/L),達到國家《城鎮(zhèn)污水處理 廠污染物排放標準》(GB18918-2002) —級A標準。
權利要求
一種工業(yè)鹽泥基復合除磷材料,其特征在于該材料中的各組分占材料總質量的比例為鹽泥 65%-85%電石渣10%-25%粘結劑4%-10%發(fā)泡劑2‰-10‰。
2. 根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)鹽泥基復合除磷材料,其特征在于所述的鹽泥的粒度為 70-200目。
3. 根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)鹽泥基復合除磷材料,其特征在于所述的粘結劑為水泥或石膏。
4. 一種如權利要求1所述的工業(yè)鹽泥基復合除磷材料的制備方法,其特征在于該方法為a. 將鹽泥、電石渣和粘結劑投入滾筒造粒機中混合均勻,制成膠凝材料;b. 將發(fā)泡劑和水加到勻漿機中,在4000r min—1以上的轉速下攪拌5分鐘,將發(fā)泡劑 打成"牛奶"狀泡沫;將泡沫分批少量地添加到混合均勻的膠凝材料中,1個小時左右造粒 成型;c. 冷法養(yǎng)護在溫度大于5t:的環(huán)境中,對成型的球體覆蓋24h,6 8h后進行灑水養(yǎng) 護;養(yǎng)護期約為2 3天。
全文摘要
工業(yè)鹽泥基復合除磷材料及其制備方法是利用工業(yè)鹽泥并輔以電石渣、粘結劑及發(fā)泡劑開發(fā)出的一種用于污(廢)水處理的復合除磷材料,該材料中的各組分占材料總質量的比例為鹽泥65%-85%;電石渣10%-25%;粘結劑4%-10%;發(fā)泡劑2‰-10‰;通過該高效除磷材料的使用,可使污(廢)水排放之磷濃度達到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級(A)標準,減輕水體富營養(yǎng)化狀況,改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。
文檔編號C02F1/28GK101693185SQ20091018486
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權日2009年10月16日
發(fā)明者劉焱, 卓運紅, 周軍, 張維, 朱丹, 王世和 申請人:東南大學;