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【发明公布】一种用于黑臭水体除磷的镧镁改性海泡石_湘潭大学_202011201473.X 

申请/专利权人:湘潭大学

申请日:2020-11-02

公开(公告)日:2021-01-19

公开(公告)号:CN112237899A

主分类号:B01J20/10(20060101)

分类号:B01J20/10(20060101);B01J20/30(20060101);C02F1/28(20060101);C02F101/10(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2023.11.24#授权;2021.02.05#实质审查的生效;2021.01.19#公开

摘要:本发明涉及一种用于黑臭水体除磷的镧镁改性海泡石,采用镧盐和镁盐混合溶液对天然海泡石改性制备成镧镁改性海泡石,在12h内对正磷酸盐的吸附达到平衡,拟合饱和吸附量高达119mgg,较天然海泡石改性前提高了55倍,镧镁改性海泡石有较宽的pH(6~9)适用范围,对于水体中的正磷酸盐有高度选择性,对城市黑臭水体中的磷(0.5~2.0mgL)吸附处理优良,生态安全风险性低,具有好的应用前景。

主权项:1.一种用于黑臭水体除磷的镧镁改性海泡石,其特征在于:所述的镧镁改性海泡石为球形颗粒状结构,由SiO2、MgO、La2O3、CaO、Fe2O3、Al2O3和其它一些微量元素组成,其质量含量分别为37.5%、40.5%、7.33%、10.4%、1.2%、2.1%和0.97%,BET比表面积为81m2g,孔容为0.34cm3g,孔径为27nm;(2)所述的镧镁改性海泡石用于黑臭水体除磷,其特征在于:将镧镁改性海泡石投入到pH值7.0±0.1的正磷酸盐含量2~300mgL的模拟黑臭水体中,25℃和200rpm下振荡分散24h,通过Langmuir方程拟合计算得到其对模拟黑臭水体中正磷酸盐的拟合饱和吸附量为119mgg,较天然海泡石对正磷酸盐的拟合饱和吸附量提高了55倍;将镧镁改性海泡石投入到pH值7.0±0.1的正磷酸盐含量200mgL的模拟黑臭水体中,25℃和200rpm下振荡分散,在最初开始10h内对模拟黑臭水体中正磷酸盐吸附速率快,吸附量增加迅速,达到98.43mgg,而在12h后吸附量保持在102mgg,吸附达到平衡;3)将镧镁改性海泡石投入不同pH值的正磷酸盐含量200mgL的模拟黑臭水体中,25℃和200rpm下振荡分散24h,其对模拟黑臭水体中正磷酸盐的pH适用范围较宽,在pH6~9范围内,镧镁改性海泡石对正磷酸盐的吸附量保持在102mgg;4)将镧镁改性海泡石分别投入含有不同质量浓度(0、50、100和200mgL)的Na2SO4、NaCl、NaNO3和NaHCO3的pH值7.0±0.1的正磷酸盐含量200mgL的模拟黑臭水体中,25℃和200rpm下振荡分散24h,其对模拟黑臭水体中正磷酸盐具有高选择性吸附,黑臭水体中常见阴离子SO42-、Cl-、NO3-和HCO3-对镧镁改性海泡石除磷的影响很小,镧镁改性海泡石对正磷酸盐的吸附量保持在102mgg;5)将不同质量浓度(0、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0和5.0gL)的镧镁改性海泡石投入超纯水中,25℃和200rpm下振荡分散24h,经0.45微米滤头过滤后得到镧镁改性海泡石滤液,将受试生物小球藻接种于含有不同质量浓度的镧镁改性海泡石滤液的OECD(经济合作与发展组织)培养基中,藻细胞初始藻密度为3.5×105cellsmL,将样品培养于25℃恒温光照培养箱中,每隔24h测定样品中小球藻的七天生物量,实验结果表明镧镁改性海泡石滤液对小球藻的生长无抑制作用,镧镁改性海泡石对水体生物毒性小,生态安全风险性低;6)将所述的镧镁改性海泡石投入采集的实际黑臭水体1(总磷和正磷酸盐浓度分别为0.68mgL和0.59mgL,pH值为7.72)和实际黑臭水体2(总磷和正磷酸盐浓度分别为1.36mgL和1.22mgL,pH值为7.31)中,投加量分别为0.1gL和0.3gL,25℃和200rpm下振荡分散24h,实际黑臭水体1和实际黑臭水体2中的总磷和正磷酸盐经镧镁改性海泡石处理后浓度均不超过0.1mgL,达到地表水Ⅱ类水质标准(GB3838-2002),镧镁改性海泡石的处理效果优于投加相同质量的按同样方法制备的载镧改性海泡石(镧与海泡石质量比0.3:1.0)或载镁改性海泡石(镁与海泡石质量比0.3:1.0)。

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