高嶺土能處理含磷廢水

時(shí)間：2014-05-08 09:50:19

作者：世邦機(jī)器

含磷廢水：水體富營(yíng)養(yǎng)化是由氮、磷等主要營(yíng)養(yǎng)元素超量輸人而導(dǎo)致初級(jí)生產(chǎn)者過(guò)度生長(zhǎng)的現(xiàn)象，常表現(xiàn)為藻類水華暴發(fā)，造成水質(zhì)嚴(yán)重惡化、水生動(dòng)物大量死亡等后果，是當(dāng)今世界面臨的重大環(huán)境問(wèn)題。磷是較重要的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)限制元素，它不能被其它元素所替代(Berg,2005)。吳海林等(2003)和Schindler等(2008)的研究也表明，削減氮并不能有效地控制藻類總量，反而可以誘發(fā)固氮藍(lán)藻水華?？梢?jiàn)磷是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要控制因子，因此，控制磷的濃度對(duì)抑制富營(yíng)養(yǎng)化至關(guān)重要。

目前水處理領(lǐng)域普遍采用化學(xué)法(加入鋁鹽、鐵鹽沉淀法)、生物法(活性污泥法、生物氧化法、生物膜法)去除水體中的磷，但這些方法對(duì)磷的去除率低，而且只適合低濃度的含磷廢水，用精細(xì)手法提純出來(lái)的高嶺土價(jià)格也是相對(duì)較高的，由于磷是植物的重要營(yíng)養(yǎng)元素，近年來(lái)人們研究既能去除水體中的磷又可將其回收用于肥料的脫磷方法，吸附除磷是受到人們關(guān)注的方法。黏土礦物是目前研究采用較多的吸附劑。

翟由濤(2010)制備了鹽改性高嶺土(Al3+、Mg2+),探討了改性高嶺土吸附磷的規(guī)律和理想吸附條件。結(jié)果表明，其理想吸附條件是：pH值為5〜7，反應(yīng)時(shí)間為30min，吸附劑的合適投加量為4g/L。在此條件下，磷的去除率超過(guò)80%。改性高嶺土對(duì)磷的吸附符合Langmuir吸附等溫線，吸附過(guò)程對(duì)磷的結(jié)合力作用范圍只有單分子層厚度，以化學(xué)吸附為主。高嶺石是土壤的組成部分，吸附磷后可以作為農(nóng)肥二次利用，在含磷廢水處理領(lǐng)域具有較廣闊的應(yīng)用前景。要特別注重高嶺土加工，翟由濤等(2012)采用鹽酸和煅燒兩種方法對(duì)蘇州高嶺土進(jìn)行了改性，分析其對(duì)模擬含磷廢水中磷的吸附效果。結(jié)果顯示，9%鹽酸和500℃鍛燒改性高嶺土對(duì)模擬廢水中磷的吸附凈化效果理想。在處理25mL濃度為20mg/L的模擬含磷廢水中，高嶺土投加量為2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)，經(jīng)9%鹽酸改性高嶺土對(duì)磷的去除率達(dá)81.8%。較天然高嶺土提高了44.60%。在處理50mL濃度為20mg/L的模擬含磷廢水時(shí)，經(jīng)500℃煅燒改性高嶺土對(duì)磷的去除率高達(dá)99.5%。殘留溶液中磷濃度僅為0.10mg/L，達(dá)到我國(guó)相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)。酸改性可通過(guò)改變高嶺土的吸附活性位點(diǎn)來(lái)提高其對(duì)磷的吸附凈化性能，而煅燒通過(guò)活化高嶺石中的鋁來(lái)提高其對(duì)磷的吸附凈化性能。天然原土、酸改性高嶺土、熱改性高嶺土對(duì)磷的吸附等溫線均符合Freundlich方程和Langmuir方程，3種高嶺土對(duì)z的吸附動(dòng)力學(xué)特征一致，皆與準(zhǔn)二級(jí)方程擬合理想。天然高嶺土、酸改性高嶺土和熱改性高嶺土對(duì)磷的飽和吸附量分別為0.98mg/g、2.06mg/g和3.55mg/g。可見(jiàn)500℃鍛燒高嶺土對(duì)z的飽和吸附量非常大。

沈王慶等(2010)研究了碳酸鈉活化煤系高嶺土以及用其吸附城市生活污水中磷的方法?？疾炝嘶罨合蹈邘X土的粒徑對(duì)污水中磷元素吸附的影響，以及其吸附熱力學(xué)和吸附等溫線，并且進(jìn)一步研究了吸附機(jī)理。研究結(jié)果表明，當(dāng)活化煤系高嶺土的粒徑在106〜1700μm時(shí)，隨著粒徑的不斷減小，其對(duì)磷的吸附率不斷增大，當(dāng)粒徑減小到150pm以后，吸附率變化趨緩。碳酸鈉活化煤系高嶺土對(duì)城市生活污水中磷的吸附行為符合Freundlich動(dòng)力學(xué)方程，而且升高溫度有利于吸附，因此其吸附為吸熱過(guò)程。

袁東海等(2004)通過(guò)磷等溫吸附與飽和吸附后釋放實(shí)驗(yàn)，研究了高嶺土、蒙脫土、凹凸棒土、蛭石和沸石對(duì)溶液中磷的吸附效果及其影響因素。結(jié)果表明，高嶺土對(duì)磷的理論飽和吸附量為554mg/kg。影響?zhàn)ね恋V物和黏土磷理論飽和吸附量的主要因素是鈣含量和膠體氧化鐵及氧化鋁的含量，黏土礦物和黏土吸附磷的機(jī)制主要為化學(xué)吸附。黏土礦物和黏土磷飽和吸附后釋放實(shí)驗(yàn)表明，其磷釋放量很低。