專利名稱：一種高活性除磷的鐵-單寧酸吸附劑制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及采用聚乙烯醇包埋鐵-單寧酸制 作的一種高活性除磷的鐵-單寧酸吸附劑制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
環(huán)境水體中過量的磷與其它過剩營(yíng)養(yǎng)元素一起造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化， 通過去除水體中的磷來防止富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的方法被證明是長(zhǎng)期有效的方法。 常規(guī)的廢水生物除磷法通常采用化學(xué)沉淀的形式，需要添加絮凝劑，而且需 要配套的污水處理設(shè)備，除磷的運(yùn)行費(fèi)用較高，而且容易產(chǎn)生二次污染，不 能回收磷資源的缺陷。而吸附除磷法具有操作簡(jiǎn)單可靠，吸附劑吸附飽和后 可以用于緩釋磷肥，可以作為資源進(jìn)行再利用。
在吸附劑除磷工藝中，吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面的固體物 質(zhì)對(duì)水中磷酸根離子的吸附親和力，來實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的除磷和磷回收。除磷吸 附劑應(yīng)具有吸附容量高、抗干擾、易于再生、價(jià)格低等特點(diǎn)。高嶺土、膨潤(rùn) 土和天然沸石等天然材料及部分工業(yè)爐渣，都對(duì)水中磷酸根離子具有一定的 吸附作用。人們還在研究利用活性氧化鋁以及其他一些人工合成吸附劑除 磷?；钚匝趸X是傳統(tǒng)的磷吸附劑，目前應(yīng)用較廣，但由于磷吸附容量不夠高， 吸附劑運(yùn)行周期也較短，而且鋁對(duì)人體有害，吸附的磷難以進(jìn)行資源化利用。 然而，廢水除磷的工業(yè)化應(yīng)用則要求吸附劑必須有長(zhǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，必須綜合 考慮吸附劑費(fèi)用、設(shè)備費(fèi)用及操作費(fèi)用，因此，對(duì)高效除磷吸附劑的要求成為 必然。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種高活性除磷的鐵-單寧酸吸附劑制備方法及其應(yīng)用，其特征在于，所述高活性除磷的鐵-單寧
酸吸附劑制備方法按照如下的步驟進(jìn)行
:1)以水溶性的羥基聚合物配制成5 15%的高分子水溶液；
2) 將水溶性三價(jià)無機(jī)鐵鹽和氫氧化鈉按摩爾比l: 3混合反應(yīng)生成絮
體，將絮體按著摩爾濃度1. 5-2. 0M的化學(xué)計(jì)量加入前述高分子水溶液中， 攪拌使其完全溶解；
3) 然后在攪拌的情況下，加入濃度為1. 0-10. 0g/L的單寧酸，混合均
勻；
4) 將上述混合溶液滴入到飽和的硼酸或者乙二酸溶液中，形成直徑 . 5 — 3mm的球形聚合體；
5) 對(duì)所得沉淀產(chǎn)物進(jìn)行水洗、干燥后即得到聚乙烯醇包埋鐵-單寧酸 吸附劑。
所述的水溶性羥基聚合物為聚乙烯醇，聚合度為40 — 55。
所述三價(jià)無機(jī)鐵鹽為氯化鐵、硫酸鐵或硝酸鐵。 所述單寧酸為縮合單寧酸。
一種權(quán)利要求1所述的鐵-單寧酸吸附劑的應(yīng)用，包括用于去除廢水、 生活污水、和富營(yíng)養(yǎng)化河道湖泊等水體中過剩的磷，以及吸附飽和后的含磷 鐵-單寧酸吸附劑可以用作緩釋肥料，實(shí)現(xiàn)磷資源的再利用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出的效果吸附劑吸附容量 高，其單位重量吸附量為活性氧化鋁的2 — 3倍；吸附劑有效鐵離子的密度
高，而且包埋后形成很多微小的空隙，即使是包埋體內(nèi)部的鐵離子也可以發(fā)
揮作用；吸附飽和后的吸附劑可以用作緩釋肥料，實(shí)現(xiàn)資源的再利用；而且 由丁-單寧酸與鐵離子等螯合作用，鐵離子溶出符合各類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，無其它金 屬離子溶出問題。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種高活性鐵-單寧酸吸附劑的制備方法及其應(yīng)用。所述高活性鐵-單寧酸吸附劑的制備方法按照如下的步驟進(jìn)行
以聚合度為40 — 55的水溶性聚乙烯醇配制5-15wtM的高分子水溶液；將 水溶性三價(jià)無機(jī)鐵鹽(如氯化鐵、硝酸鐵或硫酸鐵等)和氫氧化鈉(摩爾比 1: 3)反應(yīng)生成絮體，將絮體按著摩爾濃度1. 5-2. 0M的化學(xué)計(jì)量加入前述 高分子水溶液中，攪拌使其完全溶解；然后在攪拌的情況下，加入濃度為 1.0-10.0g/L的單寧酸，然后將上述溶液用滴管滴在飽和的硼酸溶液中，上 述溶液在硼酸中形成直徑為l一3mm的球形顆粒，對(duì)上述沉淀產(chǎn)物經(jīng)過水洗、 脫水、干燥工序后、即可獲得高活性鐵-單寧酸吸附劑。
實(shí)施例1
以平均分子量1455 (聚合度55)得聚乙烯醇配制10vrt%的水溶液，用該 溶液溶解三氯化鐵和氫氧化鈉(摩爾比l: 3)生成的絮體，然后加入5g/L 的單寧酸，配成1.5M的混合溶液。在常溫?cái)嚢柘聦⑸鲜鋈芤旱卧陲柡偷呐?酸溶液中，形成直徑為l一3mm的球形顆粒狀的聚乙烯醇包埋鐵-單寧酸包埋 體。對(duì)沉淀進(jìn)行水洗、脫水、干燥，得吸附劑試樣l。
將試樣1用于對(duì)磷酸鹽溶液中磷的吸附，當(dāng)水中的磷擴(kuò)散到包埋體內(nèi)， 和包埋體內(nèi)的鐵元素發(fā)生反應(yīng)，形成磷酸鐵-單寧酸的復(fù)合物。在溫度為25℃，初始PH為6. 0,初始磷濃度20mg/l的條件下進(jìn)行吸附試驗(yàn)。對(duì)兩個(gè)100ml 水樣分別加入0. lg試樣1及0. lg活性粉末聚合氯化鋁，吸附平衡后測(cè)得的
吸附量分別為試樣l: 41mg-P/g;粉末聚合氯化鋁18. 5 mg-P/g。試樣1
為氧化鋁粉末單位重量吸附量的2. 2倍。其中試樣1可以用作緩釋肥料，實(shí) 現(xiàn)資源的再利用；而粉末聚合氯化鋁對(duì)人體有害，難以進(jìn)行資源化利用。
實(shí)施例2
按實(shí)施例1配制5wt%的聚乙烯醇溶液，用該溶液溶解硫酸鐵和氫氧化鈉 (摩爾比1: 3)反應(yīng)形成的沉淀物并加入單寧酸。在常溫?cái)嚢柘聦⑸鲜鋈?液滴到飽和的硼酸溶液中，形成直徑為l一3mm的球形顆粒狀的聚乙烯醇包埋鐵-單寧酸包埋體。對(duì)顆粒進(jìn)行水洗、脫水、干燥、得吸附劑試樣2。
將試樣2用于對(duì)磷酸鹽溶液中磷的吸附。在溫度為25℃，初始pH為7. 0， 初始磷濃度80mg/L的條件下進(jìn)行吸附試驗(yàn)。對(duì)兩個(gè)100ml水樣分別加入 0: lg試驗(yàn)2及0. lg粉末聚合氯化鋁，吸附平衡后測(cè)得的吸附量分別為試 樣2: 48.9mg-P/g;粉末氧化鋁19.6mg-P/g。試樣2為氧化鋁單位重量 吸附量的2.5倍。其中試樣2可以用作緩釋肥料，實(shí)現(xiàn)資源的再利用；而粉 末聚合氯化鋁對(duì)人體有害，難以進(jìn)行資源化利用。
權(quán)利要求
1.一種高活性除磷的鐵-單寧酸吸附劑制備方法，其特征在于，所述高活性除磷的鐵-單寧酸吸附劑制備方法按照如下的步驟進(jìn)行1)以水溶性的羥基聚合物配制成5~15％的高分子水溶液；2)將水溶性三價(jià)無機(jī)鐵鹽和氫氧化鈉按摩爾比1∶3混合，反應(yīng)生成絮體，將絮體按著摩爾濃度1.5-2.0M的化學(xué)計(jì)量加入前述高分子水溶液中，攪拌使其完全溶解；3)然后在攪拌的情況下，加入濃度為1.0-10.0g/L的單寧酸，混合均勻；4)將上述混合溶液滴入到飽和的硼酸或者乙二酸溶液中，形成直徑0.5-3mm的球形聚合體；5)對(duì)所得沉淀產(chǎn)物進(jìn)行水洗、干燥后即得到聚乙烯醇包埋鐵-單寧酸吸附劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高活性除磷的鐵-單寧酸吸附劑制備方法，其特 征在于，所述的水溶性羥基聚合物為聚乙烯醇，聚合度為40 — 55。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高活性除磷的鐵-單寧酸吸附劑制備方法，其特 征在于，所述三價(jià)無機(jī)鐵鹽為氯化鐵、硫酸鐵或硝酸鐵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高活性除磷的鐵-單寧酸吸附劑制備方法，其特 征在于，所述單寧酸為縮合單寧酸。
5. —種權(quán)利要求l所述的鐵-單寧酸吸附劑的應(yīng)用，其特征在于，包括 用于去除廢水、生活污水、和河道富營(yíng)養(yǎng)化水體中過剩的磷，以及吸附飽和 后的含磷鐵-單寧酸吸附劑可以用作緩釋肥料，實(shí)現(xiàn)資源的再利用。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域的涉及采用聚乙烯醇包埋鐵-單寧酸制作的一種高活性除磷的鐵-單寧酸吸附劑制備方法及其應(yīng)用。先將鐵-單寧酸復(fù)合物包埋在聚乙烯醇內(nèi)，形成鐵-單寧酸的包埋體，當(dāng)水中的磷擴(kuò)散到包埋體內(nèi)，和包埋體內(nèi)的鐵元素發(fā)生反應(yīng)，形成磷酸鐵-單寧酸的復(fù)合物。此方法制備的磷吸附劑，吸附容量是活性氧化鋁的2-5倍，而且使用方便，吸附飽和后將固體直接取出即可，可用做緩釋肥料。比傳統(tǒng)的加藥除磷操作方便，降低操作成本，減輕工作量，制作工藝簡(jiǎn)單，而且磷吸附飽和的后產(chǎn)物回收和資源化利用容易。
文檔編號(hào)B01J20/30GK101342481SQ200810117949
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
發(fā)明者權(quán) 馮, 鵬 梁, 畢鮮榮, 邢新會(huì) 申請(qǐng)人:北京思清源生物科技有限公司