活性氧化铝去除不同浓度污水中磷的研究

活性氧化铝去除不同浓度污水中磷的研究

通过批量吸附实验明确活性氧化铝吸附剂量、pH值、温度等不同条件下对2种浓度(2 mg/L和180mg/L)模拟污水中磷酸盐去除效果进行研究,分析活性氧化铝吸附磷酸盐的穿透曲线,并在此基础上对其吸磷机制进行分析。结果表明:随着活性氧化铝用量增加,2种浓度磷酸盐平衡浓度逐渐降低，当活性氧化铝剂量分别增加到3g/L和160g/L时,污水中磷去除率均达90%以上;在pH值为5.0,温度为40C时的吸附条件下，活性氧化铝对2种浓度模拟污水中磷的吸附效果最好;穿透曲线表明,采用1.0 L/d低流速条件下,连续运行20 h时间,180 mg/L磷酸盐的穿透时间为16 h;对于2 mg/L的磷酸盐废水,在3.8 L/d流速下连续运行16 d时发生穿透;利用扫描电镜(SEM),红外光谱(FTIS)和X衍射光谱对吸附前后活性氧化铝表面特征分析,证明了活性氧化铝对磷酸盐存在化学吸附作用。因此利用活性氧化铝可实现对污水中不同浓度磷酸盐的吸附作用。

关键词:活性氧化铝

不同试验条件对活性氧化铝除磷效果的影响

1， 活性氧化铝用量对除磷效果的影响 活性氧化铝剂量对2种浓度磷酸盐变化影响见图

2，随着活性氧化铝用量增加,2种污水中磷酸盐的平衡浓度随氧化铝用量的增加而降低，当活性氧化铝剂量分别增加到

3，160g/L时,磷酸盐的去除率都达到90%以.上，以后随活性氧化铝用量的增加,磷酸盐的平衡浓度变化不明显。这是因为增加活性氧化铝的剂量提供了更大的吸附表面积,并且在前期主要表现的化学吸附可使活性氧化铝表面分子与水结合生成氢氧化铝,进而与磷酸根离子发生离子交换,生成磷酸盐,而后期活性氧化铝表面的活.性因子逐渐被磷酸盐反应或覆盖,从而导致吸附速率降低。

ｐＨ 对活性氧化铝吸磷效果的影响 ｐＨ 值的变化对吸附剂从污水中去除污染物的影响较大，ｐＨ 值的不同影响吸附剂表面电荷、吸附质的离子化程度以及吸附质的形态。本研究中ｐＨ 值对活性氧化铝吸附磷影响见图３，该试验条件为Ｔ＝２５℃，２种浓度磷酸盐废水中分别加入活性氧化铝量为１６０，３ｇ／Ｌ，转速１２０ｒｍｐ。可以看出，控制其他条件相同，随吸附时间的增加３个处理的磷去除率都有所提高，并且２种模拟含磷废水均在ｐＨ＝５时，活性氧化铝对磷去除率最高，ｐＨ＝９的条件下除磷效果最差。说明在碱性条件下不利于活性氧化铝对污水中磷的去除［１３］，原因在于溶液的ｐＨ 值影响活性氧化铝表面电荷，酸性条件会使活性氧化表面带更多的正电荷，有利于对磷酸盐的吸附，而在碱性条件下则正好相反［１５］。图３中对于低浓度的磷酸盐废水，ｐＨ 值变化对磷的去除率影响明显。当ｐＨ＝５时，磷去除率最高达９４．７％，ｐＨ＝９时，磷去除率保持在２０％以下。而在高浓度的磷污水中，不同ｐＨ 对磷的去除率变化相比低浓度变化幅度小，ｐＨ＝９时，磷去除率相对较高，并维持在４５％以上，ｐＨ＝５时磷去除率可达８０％以上。可见，废水酸碱性影响活性氧化铝对磷的吸附效果，偏酸性的ｐＨ 有利于活性氧化铝对磷的吸附去除，而对于低浓度条件下碱性含磷废水，不利于使用活性氧化铝对磷的去除。