活性氧化鋁去除不同濃度污水中磷的研究

通過批量吸附實驗明確活性氧化鋁吸附劑量、pH值、溫度等不同條件下對2種濃度(2 mg/L和180mg/L)模擬污水中磷酸鹽去除效果進行研究,分析活性氧化鋁吸附磷酸鹽的穿透曲線,并在此基礎(chǔ)上對其吸磷機制進行分析。結(jié)果表明:隨著活性氧化鋁用量增加,2種濃度磷酸鹽平衡濃度逐漸降低，當(dāng)活性氧化鋁劑量分別增加到3g/L和160g/L時,污水中磷去除率均達90%以上;在pH值為5.0,溫度為40C時的吸附條件下，活性氧化鋁對2種濃度模擬污水中磷的吸附效果最好;穿透曲線表明,采用1.0 L/d低流速條件下,連續(xù)運行20 h時間,180 mg/L磷酸鹽的穿透時間為16 h;對于2 mg/L的磷酸鹽廢水,在3.8 L/d流速下連續(xù)運行16 d時發(fā)生穿透;利用掃描電鏡(SEM),紅外光譜(FTIS)和X衍射光譜對吸附前后活性氧化鋁表面特征分析,證明了活性氧化鋁對磷酸鹽存在化學(xué)吸附作用。因此利用活性氧化鋁可實現(xiàn)對污水中不同濃度磷酸鹽的吸附作用。

關(guān)鍵詞:活性氧化鋁

不同試驗條件對活性氧化鋁除磷效果的影響

1， 活性氧化鋁用量對除磷效果的影響 活性氧化鋁劑量對2種濃度磷酸鹽變化影響見圖

2，隨著活性氧化鋁用量增加,2種污水中磷酸鹽的平衡濃度隨氧化鋁用量的增加而降低，當(dāng)活性氧化鋁劑量分別增加到

3，160g/L時,磷酸鹽的去除率都達到90%以.上，以后隨活性氧化鋁用量的增加,磷酸鹽的平衡濃度變化不明顯。這是因為增加活性氧化鋁的劑量提供了更大的吸附表面積,并且在前期主要表現(xiàn)的化學(xué)吸附可使活性氧化鋁表面分子與水結(jié)合生成氫氧化鋁,進而與磷酸根離子發(fā)生離子交換,生成磷酸鹽,而后期活性氧化鋁表面的活.性因子逐漸被磷酸鹽反應(yīng)或覆蓋,從而導(dǎo)致吸附速率降低。

ｐＨ 對活性氧化鋁吸磷效果的影響 ｐＨ 值的變化對吸附劑從污水中去除污染物的影響較大，ｐＨ 值的不同影響吸附劑表面電荷、吸附質(zhì)的離子化程度以及吸附質(zhì)的形態(tài)。本研究中ｐＨ 值對活性氧化鋁吸附磷影響見圖３，該試驗條件為Ｔ＝２５℃，２種濃度磷酸鹽廢水中分別加入活性氧化鋁量為１６０，３ｇ／Ｌ，轉(zhuǎn)速１２０ｒｍｐ?？梢钥闯?，控制其他條件相同，隨吸附時間的增加３個處理的磷去除率都有所提高，并且２種模擬含磷廢水均在ｐＨ＝５時，活性氧化鋁對磷去除率最高，ｐＨ＝９的條件下除磷效果最差。說明在堿性條件下不利于活性氧化鋁對污水中磷的去除［１３］，原因在于溶液的ｐＨ 值影響活性氧化鋁表面電荷，酸性條件會使活性氧化表面帶更多的正電荷，有利于對磷酸鹽的吸附，而在堿性條件下則正好相反［１５］。圖３中對于低濃度的磷酸鹽廢水，ｐＨ 值變化對磷的去除率影響明顯。當(dāng)ｐＨ＝５時，磷去除率最高達９４．７％，ｐＨ＝９時，磷去除率保持在２０％以下。而在高濃度的磷污水中，不同ｐＨ 對磷的去除率變化相比低濃度變化幅度小，ｐＨ＝９時，磷去除率相對較高，并維持在４５％以上，ｐＨ＝５時磷去除率可達８０％以上。可見，廢水酸堿性影響活性氧化鋁對磷的吸附效果，偏酸性的ｐＨ 有利于活性氧化鋁對磷的吸附去除，而對于低濃度條件下堿性含磷廢水，不利于使用活性氧化鋁對磷的去除。