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本作品充分利用牡蠣殼特殊的物理構(gòu)造和化學(xué)成分，經(jīng)科學(xué)處理，制備一種高效、長效、多功能、無二次污染問題的廢水凈化吸附劑，可同時高效去除廢水中的磷及鉛等重金屬離子，吸附劑成本低，使用簡單方便，可反復(fù)回收使用，以廢治污，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會價值。本參賽論文闡述了一種免燒工藝制備牡蠣殼質(zhì)廢水凈化材料，探討了配方及環(huán)境因素對除磷效果的影響并對材料進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)表征，已發(fā)表英文論文1篇，并SCI收錄。

目前，國內(nèi)外除磷方法主要有以下三種，但各種方法都存在著不同的缺陷：（1）化學(xué)沉淀法的最大缺陷就是引入了新的化合物，而且該法的試劑消耗量大，運行費用高，產(chǎn)生大量無用且易造成二次污染的化學(xué)污泥；（2）生物法除磷對廢水中有機(jī)物濃度依賴性很強(qiáng)，當(dāng)廢水中有機(jī)物含量較低，或磷含量超過10mg/L時，處理后的出水不能滿足磷的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，往往需要對出水進(jìn)行二次除磷處理；（3）吸附法是目前最有前途的一種脫磷方法，具有投資少，處理效率較高等特點，但除磷效率仍都待進(jìn)一步提高，而且因目前的吸附劑都以粉料形式投放，導(dǎo)致淤泥增多，回收困難，二次污染更為嚴(yán)重?？偟脕碚f成本高或難以回收利用是制約目前廢水除磷材料的技術(shù)瓶頸。在這種背景下，我們對利用率很低、產(chǎn)量很大且會污染環(huán)境的牡蠣殼廢棄物加以充分利用。在我們之前的研究中發(fā)現(xiàn)，牡蠣殼具有高度發(fā)達(dá)的孔隙，具有良好的吸附能力，以前我們通過將牡蠣殼磨細(xì)-加入硅微粉改性-成型-燒結(jié)-水熱等工藝制備了可反復(fù)回收使用的廢水凈化樣品，這樣的樣品對廢水中的磷和鉛等重金屬去除效果優(yōu)異，同時，持續(xù)除磷及鉛效果很好，但是樣品制備的工藝比較復(fù)雜，由于需要高溫處理，成本較高，因此在我的工作中，主要從降低成本的角度，選用水泥等結(jié)合劑，不用燒結(jié)而制備一種可回收的廢水凈化樣品。我們首先通過不同配方的強(qiáng)度、吸附效果的測定，結(jié)合除磷效率、經(jīng)濟(jì)效益等因素，確定一個最佳配方，之后，在這個配方的基礎(chǔ)上測定溫度、PH值等外界因素對除磷效果的影響，最后通過XRD、SEM等性能表征，對一些現(xiàn)象做進(jìn)一步深入探討、總結(jié)。最終得出以下結(jié)論： (1) 利用水泥添加劑免燒法制備廢水除磷材料，工藝簡單，成本低，效果好； (2) 含水泥10wt%和牡蠣殼粉末90wt%的試樣，養(yǎng)護(hù)28天后抗折強(qiáng)度為12.26MPa，最大彎曲力67.57N。實驗環(huán)境溫度30℃條件下，2天后的除磷率達(dá)到93.2%，確定為最佳配方； (3) 提高環(huán)境溫度有利于提高材料的除磷效率，在中性與堿性條件下，該材料的除磷效果最佳。 (4) 水泥礦物與牡蠣殼粉共同水化會形成網(wǎng)狀、片狀物，這些片狀物容容易搭接形成多微孔結(jié)構(gòu)，有利于除磷。磷容易在這些結(jié)構(gòu)上以CaHPO4的形式析出，呈片狀組織疊堆在一起，這與XRD測試結(jié)果合。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎
2010年11月于SCI收錄期刊《Chinese Journal of Structural Chemistry》(結(jié)構(gòu)化學(xué))第29卷第11期發(fā)表《A Study on the Structure and Behavior of Sinter-free Material for Phosphorous Removal from Waste Water》論文一篇。