申请日2020.11.16
公开（公告）日2021.03.02
IPC分类号C02F1/463; C02F101/10
摘要
本发明公开了一种污水除磷用电化石滤料及其制备方法，属于污水处理技术领域。该电化石滤料在制备过程中，以改性活性炭为载体，负载磁性金属材料和过渡金属材料，增加了电化石滤料的除磷效果。本发明电化石滤料不仅具有高效的除磷效果，而且可以多次重复使用，对于磷浓度含量较高的污水，该电化石滤料重复使用5次，除磷效率在90％以上；而对于磷浓度含量较低的污水，该电化石滤料重复使用5次，除磷率在95％以上；可以大大的节约成本。
权利要求书
1.一种污水除磷用电化石滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铁粉中加入去离子水中，超声分散均匀，形成均匀的混合浆料，然后将所述混合浆料加入球磨机中进行机械球磨粉碎；
(2)向球磨后的物料中加入改性活性炭粉末进行微波辅助加热反应，反应结束后所得产物过200～300目筛；
(3)向过筛后的产物中先滴加入钛酸盐水溶液，滴加结束后立即以相同的滴加速度滴加入镧盐水溶液，滴加结束后继续控温反应，反应结束后向反应体系中加入强碱，调节溶液pH值；
(4)将混合溶液进行老化，然后固液分离，将所得固相水洗至洗出液呈中性，再将水洗后的固相干燥，即得污水除磷用电化石滤料。
2.根据权利要求1所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，其特征在于，所述铁粉与去离子水的质量比为1:3～1:5。
3.根据权利要求1所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，其特征在于，机械球磨过程中，采用大球和小球混合的方式，大球的直径为20mm，小球直径为10mm，球磨转速500～80rpm，球磨时间为5～10h，球料比为20:1～40:1。
4.根据权利要求1所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，其特征在于，所述钛酸盐水溶液的浓度为0.1～0.5mol/L，滴加速度为1.0～1.5ml/min，所述铁酸盐水溶液的浓度为0.5～1.0mol/L。
5.根据权利要求1所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，其特征在于，在80～100℃下老化3～4天。
6.根据权利要求1所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，其特征在于，向溶液中加入强碱，调节溶液pH值10～12。
7.根据权利要求1所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，其特征在于，所述改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粉末活性炭进入高锰酸钾溶液中，在50～70℃条件下进行表面氧化；然后用去离子水洗涤至pH值为6～7；
(2)向尿素中加入去离子水，搅拌均匀，得到浓度为1～5g/ml的尿素水溶液，将表面氧化后的活性炭加入尿素水溶液中，微波辅助下反应，反应结束后过滤，固体在真空干燥箱中120℃条件下干燥12～24h；
(3)将干燥后的产物在氮气保护气氛下进行高温煅烧；所述煅烧的温度为1000～1500℃，煅烧时间为2～3h。
8.根据权利要求1所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，其特征在于，微波功率为500～800W，反应温度为50～80℃，反应时间为2～3h，表面氧化后的活性炭与尿素水溶液的质量比为1:5～1:10。
9.权利要求1～8任一所述污水除磷用电化石滤料的制备方法制备得到的电化石滤料。
说明书
一种污水除磷用电化石滤料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水除磷用电化石滤料及其制备方法和应用。
背景技术
随着社会经济的发展和城市建设进程的加快，生活污水中的含磷污染日益严重，进而带来了水体富营养化问题，所以在应对日益严重的水体富营养化问题的过程中，污水除磷成为非常重要的研究方向。除磷的方法包括生化法、生物法及吸附法等。生化法常用活性污泥法，也可采用培养藻类摄取磷后将其分离，或者培养铁细菌沉淀高铁磷酸盐等方法，但此类方法受到C/N、C/P、阳光等条件的限制，难以持续有效的去除磷：生物法如培养食藻虫等，效果明显，但是藻被食尽虫也亡，难以为继，还存在季节问题，水生物则会因腐烂形成二次污染；自然处理利用湿地或人工湿地、土壤吸附渗滤等，效果好，但需要很好地管理且条件难寻；吸附法有着占地面积小、工艺简单的特点，但此类方法成本高，操作麻烦，吸附剂回收困难。那么得到一种吸附能力强、节约成本的吸附剂，就可以实现合理利用吸附法的优势，最大限度的减少吸附法的缺点带来的不足。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的一个技术问题在于提供一种污水除磷用电化石滤料，该电化石滤料具有很好的除磷率，尤其是磷浓度较高的污水效果也非常明显，除磷率达到99％。本发明要解决的另一个技术问题在于提供一种污水除磷用电化石滤料的制备方法，制备方法简单，以改性活性炭为载体，负载磁性金属材料和过渡金属材料，增加了电化石滤料的除磷效果。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种污水除磷用电化石滤料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将铁粉中加入去离子水中，超声分散均匀，形成均匀的混合浆料，然后将所述混合浆料加入球磨机中进行机械球磨粉碎；
(2)向球磨后的物料中加入改性活性炭粉末进行微波辅助加热反应，反应结束后所得产物过200～300目筛；
(3)向过筛后的产物中先滴加入钛酸盐水溶液，滴加结束后立即以相同的滴加速度滴加入镧盐水溶液，滴加结束后继续控温反应，反应结束后向反应体系中加入强碱，调节溶液pH值；
(4)将混合溶液进行老化，然后固液分离，将所得固相水洗至洗出液呈中性，再将水洗后的固相干燥，即得污水除磷用电化石滤料。
所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，所述铁粉与去离子水的质量比为1:3～1:5。
所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，机械球磨过程中，采用大球和小球混合的方式，大球的直径为20mm，小球直径为10mm，球磨转速500～80rpm，球磨时间为5～10h，球料比为20:1～40:1。
所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，所述钛酸盐水溶液的浓度为0.1～0.5mol/L，滴加速度为1.0～1.5ml/min，所述铁酸盐水溶液的浓度为0.5～1.0mol/L。
所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，在80～100℃下老化3～4天。
所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，向溶液中加入强碱，调节溶液pH值10～12。
所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，所述改性活性炭的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粉末活性炭进入高锰酸钾溶液中，在50～70℃条件下进行表面氧化；然后用去离子水洗涤至pH值为6～7；
(2)向尿素中加入去离子水，搅拌均匀，得到浓度为1～5g/ml的尿素水溶液，将表面氧化后的活性炭加入尿素水溶液中，微波辅助下反应，反应结束后过滤，固体在真空干燥箱中120℃条件下干燥12～24h；
(3)将干燥后的产物在氮气保护气氛下进行高温煅烧；所述煅烧的温度为1000～1500℃，煅烧时间为2～3h。
所述污水除磷用电化石滤料的制备方法，微波功率为500～800W，反应温度为50～80℃，反应时间为2～3h，表面氧化后的活性炭与尿素水溶液的质量比为1:5～1:10。
上述污水除磷用电化石滤料的制备方法制备得到的电化石滤料。
有益效果：与现有的技术相比，本发明的优点包括：
(1)本发明电化石滤料的制备方法简单，以改性活性炭为载体，负载磁性金属材料和过度进行材料，增加了电化石滤料的除磷效果，尤其是磷浓度较高的污水效果也非常好，除磷率达到95％～99％，可以很好的应用与污水除磷中。
(2)本发明电化石滤料不仅具有高效的除磷效果，而且可以多次重复使用，对于磷浓度含量较高的污水，该电化石滤料最多可以重复5次，依然可以使得除磷效率达到90％以上；而对于低浓度污水，该电化石滤料重复使用5次。依然使得除磷率达到95％；可以大大的节约成本，节约资源；为高效利用。
（发明人：张铭尹;邵华平;胡志坚;邵渊峰）
