论文部分内容阅读
磷是地球中维系生命的主要元素之一,也是构成生物体并参与新陈代谢过程必不可少的元素.另一方面,磷也是引起水体富营养化的关键营养物质。近年来,河流、湖泊、海洋等水域的水质有恶化的现象,富营养化问题时有发生,对湖泊、水库等封闭水体影响尤为严重。因此,研究开发经济、高效的除磷材料是当今削减磷排放,控制水域富营养化的一个研究重点。研究内容如下:
1)用工业废渣进行高效复合除磷材料(EPRC)的复配。选取钢渣、粉煤灰作为复配基材,通过一定工艺,复配成型除磷材料,综合力学、除磷效果等各种因素,确定最佳配比。
2)通过静态吸附试验,研究EPRC除磷性能和机理。研究结果表明,EPRC对磷的吸附符合经典的Langmuir方程。EPRC对磷的吸附为吸热过程,且反应是自发进行,对温度是轻度敏感的.该吸附反应属于化学吸附,且以离子交换反应为主。EPRC对磷的吸附符合一级动力学模型。EPRC的投加量与磷的去除率成正相关。EPRC粒径越小,吸附效果越好:且随着反应温度的升高,吸附量增加.溶液初始pH=4时EPRC的吸磷速率最大,溶液初始pH=10时EPRC的吸附容量最大。SO42-等阴离子对EPRC吸附磷均有吸附竞争作用,EPRC对氨氮有一定的吸附能力。
3)通过填料柱动态吸附试验.研究了不同负荷下填料柱的吸附周期。在较低负荷时,0.5cm EPRC在所运行周期内有均能很好得吸附磷。运行时间85d之前,出水浓度一直保持在0.5mg/L以下。在较高负荷时,0.5cm EPRC在22天之前一直处于稳定运行状态,浸泡后填料柱的稳定运行周期只有8天。双柱串联后吸附容量变大。
4)研究了EPRC的安全性问题,并探讨了材料的最终处置。结果表明,EPRC处理出水重金属含量均达到《地表水环境质量标准》(GB-3838-2002)Ⅱ类水质要求;同时达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。EPRC在清水与热水中的脱附率均很低(<1%),稳定性好。EPRC在较高浓度H2SO4溶液(>10%)中,磷脱附率达99%以上,可以对磷进行回收。在较低浓度H2SO4溶液(<0.5%)中,EPRC保持粒状,并有部分磷析出,可以考虑将EPRC再次投入水中进行吸附。