專利名稱：：天然礦物對富營養(yǎng)化水體或污水除磷的方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于環(huán)保礦物材料和礦物的循環(huán)利用的環(huán)境保護領域，特指兩種天然礦物混合物對富營養(yǎng)化水體或污水除磷的方法。
背景技術：
：磷是水體富營養(yǎng)化的主要誘導因子，所以在應對日益嚴重的全球富營養(yǎng)化問題的過程中，首先應注重對磷的控制。在發(fā)達國家，對污水中磷的處理非常重視，尤其注重在工業(yè)廢水和城市生活污水的處理過程中，對磷的回收利用；并已經研制了相對成熟的回收工藝一一以磷的無機礦物質鳥糞石(磷酸銨鎂MgNH4P046H20，俗稱鳥糞石或MAP)和磷酸鈣技術為主。例如，意大利的Treviso污水處理廠，在污泥脫水上清液線路上安裝了MAP(俗稱鳥糞石)結晶回收裝置，回收率為54%，該工藝已于2001年投入生產性運行；英國Slough污水處理廠，用MAP沉淀裝置處理污泥脫水上清液，并于2002年投產，對可溶性磷酸鹽的回收率為80%;荷蘭Geestmerambacht污水廠采用Crystalactor技術回收磷酸鈣。在我國，許多學者從不同的角度對除磷和磷循環(huán)利用進行了研究，但是，多數(shù)仍停留在實驗室的研究階段。主要參考文獻①汪慧貞，王紹貴.以磷酸鈣鹽形式從污水廠回收磷研究.中國給水排水,2006，122(9):9396;②孫博雅，陳洪斌，2007.污水處理磷回收的研究進展.四川環(huán)境，26(1):9094。目前，發(fā)達國家采用的磷礦物除磷(回收磷)方法存在以下問題①發(fā)達國家采用的鳥糞石和磷酸鈣(磷灰石)礦物回收方法主要應用在對工業(yè)廢水和城市生活污水除磷過程中磷的回收，但無法對富營養(yǎng)化水體(例如富營養(yǎng)化湖泊水體、農村分散式生活污水、景區(qū)富磷水體)中的磷進行去除和循環(huán)利用。②以鳥糞石的形式除磷(回收磷)是通過投加MgCl等化學試劑，缺點是運行成本很高，而且要求在較高的pH值(pH>9)背景下運行(這在自然界水體中是不可能的)，所以，應用的前景有待進一步研究。③以磷酸鈣(磷灰石)的形式除磷(回收磷)是通過投加Ca(0H)2，Na0H等化學試劑，不僅成本較高，也同時存在運行條件要求苛刻的問題，難以進行自然界富磷水體的規(guī)?；a運行。
發(fā)明內容本發(fā)明提供了一種用天然礦物對富營養(yǎng)化水體或污水除磷的方法；除磷(回收磷)百分率在89-95%或更高，并且運行的條件要求低，不僅能夠用于城市污水的除磷(回收磷)，還可以應用于富營養(yǎng)化湖泊水體，農村分散式污水，大、中、小型的富營養(yǎng)化景觀水體的除磷、回收磷。技術方案分別稱取粒徑在300500目的方解石和石膏的粉末混合物，按4:115:1的比例混合成總質量在510g的混合礦物粉末，置于100mL錐形瓶中，加入初始磷濃度10mg/L2mg/L的溶液，pH調節(jié)到77.5，放入恒溫振蕩器中，轉速為150轉/min，溫度為3(TC，反應時間為1012小時。且根據(jù)富磷水體初始磷濃度的不同，本發(fā)明的上述技術方案分為兩種1)對較高初始磷濃度的溶液(4mg/L10mg/L之間)而言將方解石和石膏的粉末按4:110:1的質量比混合成總質量在810g的混合礦物粉末置于100mL錐形瓶中，上述條件下反應1012小時后取出，取其上清液，用鉬酸銨分光光度法測其磷的濃度。2)對較低磷初始濃度的溶液(2mg/L左右)而言將方解石和石膏的粉末按6:l15:l的質量比混合成總質量在45g的混合礦物粉末，置于100mL錐形瓶中，上述條件下反應1012小時后取出，取其上清液，用鉬酸銨分光光度法測其磷的濃度。有益效果對較高初始磷濃度的溶液(4mg/L10mg/L之間)而言，除磷百分率為90%_95%;對較低初始磷濃度的溶液(2mg/L左右)而言，除磷百分率為89%-91%,處理后的溶液磷平衡濃度在0.2mg/L。該工藝除磷百分率高，并使得相應水體趨向中性化(pH值趨近7.5左右)發(fā)展，使水體優(yōu)化，又不會形成二次污染，成本低廉，使用方便。本發(fā)明與國外現(xiàn)有工藝相比的優(yōu)點是以廉價的天然礦物進行混合配比，不需要添加任何化學藥劑，不僅能夠用于城市污水的除磷(回收磷)，還可以應用于富營養(yǎng)化湖泊水體，農村分散式污水，大、中、小型的富營養(yǎng)化景觀水體的除磷、回收磷。具體實施例方式實施例1.取方解石和石膏粉末，方解石粒徑325目，石膏粒徑500目，按6:1的質量比混合成總質量在5g的混合礦物粉末，置于100mL錐形瓶中，注入初始磷濃度為2mg/L的溶液100ml，pH值調節(jié)到7—7.5，放入恒溫振蕩器中，轉速為150轉/min，反應10小時后取出，取其上清液，用鉬酸銨分光光度法測其磷的濃度。測得反應后溶液中磷平衡濃度為0.23mg/L,除磷百分率為88.5%(表l)。實施例2.取方解石和石膏粉末，方解石粒徑325目，石膏粒徑500目，按9:1的質量比混合成總質量在5g的混合礦物，置于100mL錐形瓶中，注入初始磷濃度為2mg/L的溶液100ml，pH值調節(jié)到7—7.5，放入恒溫振蕩器中，轉速為150轉/min,反應10小時后取出，取其上清液，用鉬酸銨分光光度法測其磷的濃度。測得反應后溶液中磷平衡濃度為0.23mg/L，除磷百分率為88.5%(表1)。實施例3.取方解石和石膏粉末，方解石粒徑325目，石膏粒徑500目，按15:1的質量比混合成總質量在5g的混合礦物，置于100mL錐形瓶中，注入初始磷濃度為2mg/L的溶液100ml,pH值調節(jié)到7—7.5，放入恒溫振蕩器中，轉速為150轉/min，反應10小時后取出，取其上清液，用鉬酸銨分光光度法測其磷的濃度。測得反應后溶液中磷平衡濃度為0.207mg/L，除磷百分率為89.65%(表l)。實施例4.取方解石和石膏粉末，方解石粒徑325目，石膏粒徑500目，按4:1的質量比混合成總質量在8g的混合礦物，置于100mL錐形瓶中，注入初始磷濃度為4mg/L的溶液100ml，pH值調節(jié)到7—7.5，放入恒溫振蕩器中，轉速為150轉/min，反應10小時后取出，取其上清液，用鉬酸銨分光光度法測其磷的濃度。測得反應后溶液中磷平衡濃度為0.386mg/L，除磷百分率為90.4%(表1)。實施例5.取方解石和石膏粉末，方解石粒徑325目，石膏粒徑500目，按9:1的質量比混合成總質量在8g的混合礦物，置于100mL錐形瓶中，注入初始磷濃度為4mg/L的溶液100ml，pH值調節(jié)到7—7.5，放入恒溫振蕩器中，轉速為150轉/min，反應10小時后取出，取其上清液，用鉬酸銨分光光度法測其磷的濃度。測得反應后溶液中磷平衡濃度為0.386mg/L，除磷百分率為90.4%(表l)。實施例6.取方解石和石膏粉末，方解石粒徑325目，石膏粒徑500目，按4:1的質量比混合成總質量在8g的混合礦物，置于100mL錐形瓶中，注入初始磷濃度為10mg/L的溶液100ml,pH值調節(jié)到7—7.5，放入恒溫振蕩器中，轉速為150轉/min，反應10小時后取出，取其上清液，用鉬酸銨分光光度法測其磷的濃度。測得反應后溶液中磷平衡濃度為0.695mg/L，除磷百分率為93%(表l)。實施例7.取方解石和石膏粉末,方解石粒徑325目，石膏粒徑500目，按6:1的質量比混合成總質量在8g的混合礦物，置于100mL錐形瓶中，注入初始磷濃度為10mg/L的溶液100ml，pH值調節(jié)到7—7.5，放入恒溫振蕩器中，轉速為150轉/min，反應10小時后取出，取其上清液，用鉬酸銨分光光度法測其磷的濃度。測得反應后溶液中磷平衡濃度為0.601mg/L，除磷百分率為94%(表1)。實施例8.取方解石和石膏粉末,方解石粒徑325目，石膏粒徑500目，按9:1的質量比混合成總質量在10g的混合礦物，置于100mL錐形瓶中，注入初始磷濃度為10mg/L的溶液100ml，pH值調節(jié)到7—7.5，放入恒溫振蕩器中，轉速為150轉/min，反應10小時后取出，取其上清液，用鉬酸銨分光光度法測其磷的濃度。測得反應后溶液中磷平衡濃度為0.604mg/L,除磷百分率為94%(表l)。表l測試數(shù)據(jù)一覽表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權利要求1.天然礦物對富營養(yǎng)化水體或污水除磷的方法，其特征是分別稱取粒徑在300～500目的方解石和石膏的粉末混合物，按4∶1～15∶1的比例混合成總質量在5～10g的混合礦物粉末，置于100mL錐形瓶中，加入初始磷濃度10mg/L～2mg/L的溶液，pH調節(jié)到7～7.5，放入恒溫振蕩器中，轉速為150轉/min，溫度為30℃，反應時間為10～12小時。2.根據(jù)權利要求1所述的天然礦物對富營養(yǎng)化水體或污水除磷的方法，其特征是對初始磷濃度為4mg/L10mg/L的溶液，方解石和石膏的粉末按4:110:1的質量比混合成總質量在810g的混合礦物粉末。3.根據(jù)權利要求1所述的天然礦物對富營養(yǎng)化水體或污水除磷的方法，其特征是對初始磷濃度為2mg/L的溶液，方解石和石膏的粉末按6:115:1的質量比混合成總質量在45g的混合礦物粉末。全文摘要本發(fā)明提供了一種新的在污水和富營養(yǎng)化水體中除磷(回收磷)的新工藝。其分別取粒徑在300-500目的方解石和石膏粉末，按4∶1～15∶1的質量比混合成總質量在5～10g的混合礦物粉末，置于100mL錐形瓶中，注入初始磷濃度為2mg/L～10mg/L的溶液100ml，pH值調節(jié)到7～7.5附近，放入恒溫振蕩器中，轉速為150轉/min，反應10～12小時后取出測試。該工藝除磷百分率為89％～95％，處理后的溶液磷平衡濃度為0.2mg/L。本發(fā)明特點是以廉價的天然礦物進行混合配比，不需要添加任何化學藥劑，不僅能夠用于城市污水的除磷、回收磷，還可以應用于富營養(yǎng)化湖泊水體，農村分散式污水，大、中、小型的富營養(yǎng)化景觀水體的除磷、回收磷。文檔編號C02F1/58GK101337730SQ20081002088公開日2009年1月7日申請日期2008年7月30日優(yōu)先權日2008年7月30日發(fā)明者喻鵬輝,宏張,高洪剛申請人:江蘇工業(yè)學院