【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水處理，尤其涉及一種河湖水體脫氮除磷材料及其制備方法。
技術介紹
1、近年來，隨著工業化、城市化進程的加快，大量的工業污水和生活廢水污染水源，導致半數以上江河湖泊水資源受到嚴重污染。如今，對城市污水水質處理要求日益嚴格，尤其是對氮、磷嚴格控制的形勢下，氮、磷的有效去除勢必會受到越來越多的重視。
2、河道水體的氮磷是引起藻類爆發的導火索，而在河道內治理氨氮、總磷超標難度較大，且大水域面積，處理成本高。現有技術中，通常在河道中鋪灑除磷藥粉來進行除磷，雖然在短期內能夠降低河道總磷的濃度，但是卻無法長效根除；而磷作為水中生物利用和能量交換的主要限制因子，控制其含量能夠有效抑制藻華暴發。因此，有專用的除磷裝置，通過架設在水體底部進行長期脫氮除磷（如圖1所示），但在除磷前需要先對河水中的雜質進行打撈、過濾，降低水體中的雜質、水草附著，從而延長使用壽命。但現有的除磷裝置上的除磷材料，存在透水率不夠，導致總體的去除效率降低，且對低濃度的磷酸鹽的去除效率低，導致水體的總磷含量偏高，不能很好的抑制藻華暴發。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的是提供一種河湖水體脫氮除磷材料及其制備方法，具有良好的透水率，且能夠有效去除水體中的磷，尤其是低濃度的磷酸鹽，從而削弱總磷水平，凈化水體，有效防止藍藻爆發。
2、本專利技術通過以下技術手段解決上述技術問題：
3、一種河湖水體脫氮除磷材料，包括以下重量份原料：60～80份改性生物質炭、16～40份輔料和5～
4、根據上述技術手段，通過采用生物質炭作為基體材料，其具有多孔結構和較高的比表面積，能夠對水體中的氮磷、重金屬離子、有機污染物進行吸附和固定，再通過改性，能夠增強其對水體中低濃度磷酸鹽的耦合能力；再通過添加輔料，進一步增強對水體中cod、總氮、總磷以及有機污染物的去除，從而提高凈化效率，并有效推遲材料堵塞發生的時間；材料在使用時，通過粘接劑粘黏，能夠有效的增強材料的聚合能力，避免在水體內使用時，被沖散，從而便于施工。
5、作為優選的，所述生物質炭為木炭、果殼炭、蘆葦炭、秸稈炭、藻炭、稻草炭中至少一種。
6、進一步優選的，生物質炭為秸稈炭。
7、根據上述技術手段，通過選用秸稈生物質發電的副產品作為基體生物質炭材料，該材料主要成份為硅、鋁、鈣、鐵、鎂、鈉、鈦和錳等十幾種礦物質和微量元素，同時還有少量未燃盡的碳，表觀為不規則顆粒，顏色為灰黑色，多孔質輕；比表面積為12～15m2/g，抗沖擊負荷，易于吸附污染物，還具有良好的生物親和性，強化厭氧、硝化、電子功能傳遞，能夠用于生態環境修復。
8、作為優選的，所述酸性化合物為硫酸、鹽酸、磷酸、溴酸、高氯酸、有機酸中至少一種。
9、進一步優選的，酸性化合物為磷酸，磷酸的濃度為0.1～0.9mol/l。
10、根據上述技術手段，通過采用磷酸作為改性劑，能夠對生物質炭起到活化作用，在活化過程中，能夠增加生物炭的比表面積和孔隙度，還能夠在生物炭表面引入含磷官能團，從而增加對水體中的磷的親和力，以增強對水體中磷的吸附能力。
11、作為優選的，所述無機鹽為氯化鋅、氯化鐵、氯化鋁、氯化鈣中至少一種。
12、進一步優選的，無機鹽為氯化鋅，氯化鋅的純度為98.3%以上，氯化鋅溶液的濃度為0.4～1.5mol/l。
13、根據上述技術手段，通過采用氯化鋅作為改性劑，也能夠對生物質炭起到活化作用，在活化過程中，能夠對生物炭中的纖維素具有溶解作用，從而更容易滲透到生物質碳結構，還能夠提高生物質炭的比表面積和吸附能力，以提高對水體中氮磷的吸附能力。
14、作為優選的，所述輔料為生物酶木炭、鐵氧體、聚合脫氮炭、聚合脫磷材料、偏鈣石、沸石、高嶺土、氧化鈣、氧化鋁、塑料懸浮球、碳纖維仿生水草中至少一種。
15、根據上述技術手段，通過選用輔料與改性生物質炭一起使用，能夠進一步增強對水體中cod、總氮、總磷以及有機污染物的去除，從而提高凈化效率，并有效推遲材料堵塞發生的時間，以延長材料使用壽命。
16、作為優選的，所述粘結劑為木質素、木質素磺酸鈉、淀粉、甲基纖維素、粘土、硅酸鹽中至少一種。
17、進一步優選的，粘接劑為甲基纖維素和淀粉的混合物，甲基纖維素和淀粉的比例為（8～10）：1。
18、根據上述技術手段，通過采用甲基纖維素和淀粉作為粘接劑，具有良好的成膜性和粘接性，不僅能夠使生物質炭成型，并在成型后維持穩定，且甲基纖維素和淀粉在粘接時，并控制兩者的使用比例，對生物質炭的孔隙率影響較小，從而使材料具有更佳的使用效果。
19、作為優選的，所述河湖水體脫氮除磷材料呈藕夾形、多孔形、海綿狀、梅花狀中至少一種。
20、根據上述技術手段，通過將材料做成不同的形狀，有利于在人工濕地基質、水源地前置預處理濾壩、河流湖泊水體生態治理填料、生態浮床、生態護坡、人工魚礁、生物濾池等處使用，使應用場景更廣泛，還可以根據具體使用場景調節形狀，以使實用性更強。
21、本申請還公開了一種河湖水體脫氮除磷材料的制備方法，采用上述所述的原料，包括以下步驟：
22、s1.將生物質炭置于清水中，浸泡清洗20～40min，清洗后，于100～110℃的條件下烘干，得到清洗后的生物質炭；
23、s2.將清洗后的生物質炭置于容器中，加入無機鹽溶液，于振蕩的條件下，浸漬12～24h，再加入酸性化合物，于55～80℃的條件下，振蕩24～36h，再冷卻至室溫，冷卻后，進行清洗2～3次，得到改性生物質炭，備用；
24、s3.將經過s2步驟處理的改性生物質炭與輔料混合均勻，再加入粘接劑，混合均勻后加入模具中，于100～160℃的條件下，干燥，得到河湖水體脫氮除磷材料。
25、根據上述技術手段，通過先對生物質炭進行清洗，去除雜質，以提高后續的操作；在改性時，通過先采用無機鹽進行活化，能夠將生物質炭中的纖維素溶解，并提高生物質炭的比表面積和吸附能力，并在去除無機鹽的過程中，采用酸性化合物，一方面，能夠將無機鹽活化生物質炭過程中附著的無機成分溶解去除，使生物質炭的孔道暴露出來，以來提高生物質炭的比表面積和吸附能力；另一方面，酸性化合物能夠對無機鹽活化后的生物質炭進行再次活化，以形成二次活化，使第二次活化能夠進一步增強生物質炭的孔道直徑和孔體積，增加生物質炭的比表面積，進一步增強吸附能力；最后通過輔料混合，來提高對不同污染物的吸附能力，且通過粘接劑粘合，干燥后以形成不同形狀的河湖水體脫氮除磷材料。
26、作為優選的，所述s2步驟中，在酸性化合物振蕩的過程中，間隔8～12h進行更換，并再次加入酸性化合物。
27、根據上述技術手段，通過對酸性化合物的定時更換，一方面，能夠將無機鹽徹底清洗干凈，避免殘留，另一方面，能夠增強酸性化合物對生物質炭的活化性能。<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種河湖水體脫氮除磷材料，其特征在于，包括以下重量份原料：60～80份改性生物質炭、16～40份輔料和5～15份粘接劑，所述改性生物質炭是由酸性化合物與無機鹽復合改性而成。
2.根據權利要求1所述的河湖水體脫氮除磷材料，其特征在于，所述生物質炭為木炭、果殼炭、蘆葦炭、秸稈炭、藻炭、稻草炭中至少一種。
3.根據權利要求1所述的河湖水體脫氮除磷材料，其特征在于，所述酸性化合物為硫酸、鹽酸、磷酸、溴酸、高氯酸、有機酸中至少一種。
4.根據權利要求1所述的河湖水體脫氮除磷材料，其特征在于，所述無機鹽為氯化鋅、氯化鐵、氯化鋁、氯化鈣中至少一種。
5.根據權利要求1所述的河湖水體脫氮除磷材料，其特征在于，所述輔料為生物酶木炭、鐵氧體、聚合脫氮炭、聚合脫磷材料、偏鈣石、沸石、高嶺土、氧化鈣、氧化鋁、塑料懸浮球、碳纖維仿生水草中至少一種。
6.根據權利要求1所述的河湖水體脫氮除磷材料，其特征在于，所述粘結劑為木質素、木質素磺酸鈉、淀粉、甲基纖維素、粘土、硅酸鹽中至少一種。
7.根據權利要求1所述的河湖水體脫氮除磷材料，其
8.一種河湖水體脫氮除磷材料的制備方法，其特征在于，采用權利要求1～7任一項所述的河湖水體脫氮除磷材料，還包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述S2步驟中，在酸性化合物振蕩的過程中，間隔8～12h進行更換，并再次加入酸性化合物。
10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述S3步驟中，輔料的粒徑大于改性生物質炭的粒徑，輔料與改性生物質炭的添加比例為（2～5）：10。
...【技術特征摘要】
1.一種河湖水體脫氮除磷材料，其特征在于，包括以下重量份原料：60～80份改性生物質炭、16～40份輔料和5～15份粘接劑，所述改性生物質炭是由酸性化合物與無機鹽復合改性而成。
2.根據權利要求1所述的河湖水體脫氮除磷材料，其特征在于，所述生物質炭為木炭、果殼炭、蘆葦炭、秸稈炭、藻炭、稻草炭中至少一種。
3.根據權利要求1所述的河湖水體脫氮除磷材料，其特征在于，所述酸性化合物為硫酸、鹽酸、磷酸、溴酸、高氯酸、有機酸中至少一種。
4.根據權利要求1所述的河湖水體脫氮除磷材料，其特征在于，所述無機鹽為氯化鋅、氯化鐵、氯化鋁、氯化鈣中至少一種。
5.根據權利要求1所述的河湖水體脫氮除磷材料，其特征在于，所述輔料為生物酶木炭、鐵氧體、聚合脫氮炭、聚合脫磷材料、偏鈣石、沸石、高嶺土、氧化鈣、氧化鋁、塑料懸浮球、...
【專利技術屬性】
技術研發人員：梁延政，趙飛，曹洋，
申請(專利權)人：江蘇華淼生態科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。