一种高活性除磷的铁－单宁酸吸附剂制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了属于水处理技术领域的涉及采用聚乙烯醇包埋铁－单宁酸制作的一种高活性除磷的铁－单宁酸吸附剂制备方法及其应用。先将铁－单宁酸复合物包埋在聚乙烯醇内，形成铁－单宁酸的包埋体，当水中的磷扩散到包埋体内，和包埋体内的铁元素发生反应，形成磷酸铁－单宁酸的复合物。此方法制备的磷吸附剂，吸附容量是活性氧化铝的２－５倍，而且使用方便，吸附饱和后将固体直接取出即可，可用做缓释肥料。比传统的加药除磷操作方便，降低操作成本，减轻工作量，制作工艺简单，而且磷吸附饱和的后产物回收和资源化利用容易。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理
，特别涉及采用聚乙烯醇包埋铁-单宁酸制 作的一种高活性除磷的铁-单宁酸吸附剂制备方法及其应用。
技术介绍
环境水体中过量的磷与其它过剩营养元素一起造成水体的富营养化， 通过去除水体中的磷来防止富营养化发生的方法被证明是长期有效的方法。 常规的废水生物除磷法通常采用化学沉淀的形式，需要添加絮凝剂，而且需 要配套的污水处理设备，除磷的运行费用较高，而且容易产生二次污染，不 能回收磷资源的缺陷。而吸附除磷法具有操作简单可靠，吸附剂吸附饱和后 可以用于缓释磷肥，可以作为资源进行再利用。在吸附剂除磷工艺中，吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面的固体物 质对水中磷酸根离子的吸附亲和力，来实现对废水的除磷和磷回收。除磷吸 附剂应具有吸附容量高、抗干扰、易于再生、价格低等特点。高岭土、膨润 土和天然沸石等天然材料及部分工业炉渣，都对水中磷酸根离子具有一定的 吸附作用。人们还在研究利用活性氧化铝以及其他一些人工合成吸附剂除 磷。活性氧化铝是传统的磷吸附剂，目前应用较广，但由于磷吸附容量不够高， 吸附剂运行周期也较短，而且铝对人体有害，吸附的磷难以进行资源化利用。 然而，废水除磷的工业化应用则要求吸附剂必须有长的运转周期，必须综合 考虑吸附剂费用、设备费用及操作费用，因此，对高效除磷吸附剂的要求成为 必然。
技术实现思路
针对现有技术的不足和缺陷，本专利技术的目的是提供一种高活性除磷的铁-单宁酸吸附剂制备方法及其应用，其特征在于，所述高活性除磷的铁-单宁酸吸附剂制备方法按照如下的步骤进行:1)以水溶性的羟基聚合物配制成5 15%的高分子水溶液；2) 将水溶性三价无机铁盐和氢氧化钠按摩尔比l: 3混合反应生成絮体，将絮体按着摩尔浓度1. 5-2. 0M的化学计量加入前述高分子水溶液中， 搅拌使其完全溶解；3) 然后在搅拌的情况下，加入浓度为1. 0-10. 0g/L的单宁酸，混合均匀；4) 将上述混合溶液滴入到饱和的硼酸或者乙二酸溶液中，形成直径 . 5 — 3mm的球形聚合体；5) 对所得沉淀产物进行水洗、干燥后即得到聚乙烯醇包埋铁-单宁酸 吸附剂。所述的水溶性羟基聚合物为聚乙烯醇，聚合度为40 — 55。所述三价无机铁盐为氯化铁、硫酸铁或硝酸铁。 所述单宁酸为缩合单宁酸。一种权利要求1所述的铁-单宁酸吸附剂的应用，包括用于去除废水、 生活污水、和富营养化河道湖泊等水体中过剩的磷，以及吸附饱和后的含磷 铁-单宁酸吸附剂可以用作缓释肥料，实现磷资源的再利用。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出的效果吸附剂吸附容量 高，其单位重量吸附量为活性氧化铝的2 — 3倍；吸附剂有效铁离子的密度高，而且包埋后形成很多微小的空隙，即使是包埋体内部的铁离子也可以发挥作用；吸附饱和后的吸附剂可以用作缓释肥料，实现资源的再利用；而且 由丁-单宁酸与铁离子等螯合作用，铁离子溶出符合各类水质标准，无其它金 属离子溶出问题。 具体实施例方式本专利技术提供一种高活性铁-单宁酸吸附剂的制备方法及其应用。所述高活性铁-单宁酸吸附剂的制备方法按照如下的步骤进行以聚合度为40 — 55的水溶性聚乙烯醇配制5-15wtM的高分子水溶液；将 水溶性三价无机铁盐(如氯化铁、硝酸铁或硫酸铁等)和氢氧化钠(摩尔比 1: 3)反应生成絮体，将絮体按着摩尔浓度1. 5-2. 0M的化学计量加入前述 高分子水溶液中，搅拌使其完全溶解；然后在搅拌的情况下，加入浓度为 1.0-10.0g/L的单宁酸，然后将上述溶液用滴管滴在饱和的硼酸溶液中，上 述溶液在硼酸中形成直径为l一3mm的球形颗粒，对上述沉淀产物经过水洗、 脱水、干燥工序后、即可获得高活性铁-单宁酸吸附剂。实施例1以平均分子量1455 (聚合度55)得聚乙烯醇配制10vrt%的水溶液，用该 溶液溶解三氯化铁和氢氧化钠(摩尔比l: 3)生成的絮体，然后加入5g/L 的单宁酸，配成1.5M的混合溶液。在常温搅拌下将上述溶液滴在饱和的硼 酸溶液中，形成直径为l一3mm的球形颗粒状的聚乙烯醇包埋铁-单宁酸包埋 体。对沉淀进行水洗、脱水、干燥，得吸附剂试样l。将试样1用于对磷酸盐溶液中磷的吸附，当水中的磷扩散到包埋体内， 和包埋体内的铁元素发生反应，形成磷酸铁-单宁酸的复合物。在温度为25℃，初始PH为6. 0,初始磷浓度20mg/l的条件下进行吸附试验。对两个100ml 水样分别加入0. lg试样1及0. lg活性粉末聚合氯化铝，吸附平衡后测得的吸附量分别为试样l: 41mg-P/g;粉末聚合氯化铝18. 5 mg-P/g。试样1为氧化铝粉末单位重量吸附量的2. 2倍。其中试样1可以用作缓释肥料，实 现资源的再利用；而粉末聚合氯化铝对人体有害，难以进行资源化利用。实施例2按实施例1配制5wt%的聚乙烯醇溶液，用该溶液溶解硫酸铁和氢氧化钠 (摩尔比1: 3)反应形成的沉淀物并加入单宁酸。在常温搅拌下将上述溶 液滴到饱和的硼酸溶液中，形成直径为l一3mm的球形颗粒状的聚乙烯醇包埋铁-单宁酸包埋体。对颗粒进行水洗、脱水、干燥、得吸附剂试样2。将试样2用于对磷酸盐溶液中磷的吸附。在温度为25℃，初始pH为7. 0， 初始磷浓度80mg/L的条件下进行吸附试验。对两个100ml水样分别加入 0: lg试验2及0. lg粉末聚合氯化铝，吸附平衡后测得的吸附量分别为试 样2: 48.9mg-P/g;粉末氧化铝19.6mg-P/g。试样2为氧化铝单位重量 吸附量的2.5倍。其中试样2可以用作缓释肥料，实现资源的再利用；而粉 末聚合氯化铝对人体有害，难以进行资源化利用。权利要求1.一种高活性除磷的铁-单宁酸吸附剂制备方法，其特征在于，所述高活性除磷的铁-单宁酸吸附剂制备方法按照如下的步骤进行1)以水溶性的羟基聚合物配制成5~15％的高分子水溶液；2)将水溶性三价无机铁盐和氢氧化钠按摩尔比1∶3混合，反应生成絮体，将絮体按着摩尔浓度1.5-2.0M的化学计量加入前述高分子水溶液中，搅拌使其完全溶解；3)然后在搅拌的情况下，加入浓度为1.0-10.0g/L的单宁酸，混合均匀；4)将上述混合溶液滴入到饱和的硼酸或者乙二酸溶液中，形成直径0.5-3mm的球形聚合体；5)对所得沉淀产物进行水洗、干燥后即得到聚乙烯醇包埋铁-单宁酸吸附剂。2.根据权利要求1所述高活性除磷的铁-单宁酸吸附剂制备方法，其特 征在于，所述的水溶性羟基聚合物为聚乙烯醇，聚合度为40 — 55。3. 根据权利要求1所述高活性除磷的铁-单宁酸吸附剂制备方法，其特 征在于，所述三价无机铁盐为氯化铁、硫酸铁或硝酸铁。4. 根据权利要求1所述高活性除磷的铁-单宁酸吸附剂制备方法，其特 征在于，所述单宁酸为缩合单宁酸。5. —种权利要求l所述的铁-单宁酸吸附剂的应用，其特征在于，包括 用于去除废水、生活污水、和河道富营养化水体中过剩的磷，以及吸附饱和 后的含磷铁-单宁酸吸附剂可以用作缓释肥料，实现资源的再利用。全文摘要本专利技术公开了属于水处理
的涉及采用聚乙烯醇包埋铁-单宁酸制作的一种高活性除磷的铁-单宁酸吸附剂制备方法及其应用。先将铁-单宁酸复合物包埋在聚乙烯醇内，形成铁-单宁酸的包埋体，当水中的磷扩散到包埋体内，和包埋体内的铁元素发生反应，形成磷酸铁-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高活性除磷的铁－单宁酸吸附剂制备方法，其特征在于，所述高活性除磷的铁－单宁酸吸附剂制备方法按照如下的步骤进行：　１）以水溶性的羟基聚合物配制成５～１５％的高分子水溶液；　２）将水溶性三价无机铁盐和氢氧化钠按摩尔比１∶３混合，反应生成絮体，将絮体按着摩尔浓度１．５－２．０Ｍ的化学计量加入前述高分子水溶液中，搅拌使其完全溶解；　３）然后在搅拌的情况下，加入浓度为１．０－１０．０ｇ／Ｌ的单宁酸，混合均匀；　４）将上述混合溶液滴入到饱和的硼酸或者乙二酸溶液中，形成直径０．５－３ｍｍ的球形聚合体；　５）对所得沉淀产物进行水洗、干燥后即得到聚乙烯醇包埋铁－单宁酸吸附剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯权，邢新会，毕鲜荣，梁鹏，
申请(专利权)人：北京思清源生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]