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,并在此基礎上對其吸磷機制進行分析。結果表明: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流速下連續運行16 d時發生穿透;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吸附作用。因此利用活性氧化鋁可實現對污水中不同濃度磷酸鹽的吸附作用。

關鍵詞: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的化學吸附可使活性氧化鋁表面分子與水結合生成氫氧化鋁,進而與磷酸根離子發生離子交換,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或覆蓋,從而導致吸附速率降低。

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、吸附質的離子化程度以及吸附質的形態。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，轉速１２０ｒｍｐ。可以看出，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。