粉煤灰在处理含磷废水中的应用

[db:作者] / 2023-01-03 00:00

(8)含磷废水

Oguz采用粉煤灰来去除水中的磷酸盐，结果表明：粉煤灰对磷酸盐的最大吸附量为71.87mg/g，溶液中磷酸盐的去除率达99%。分析认为，粉煤灰颗粒和磷酸盐之间存在静电吸引作用，使吸附剂和磷酸盐发生沉淀和离子交换。Yan等研究发现，粉煤灰对磷酸盐具有很好的滞留能力，滞留过程是不可逆过程，而且不可逆性随滞留能力的提高而增大，表明磷酸盐在粉煤灰上的滞留主要是由化学吸附作用引起的，生成磷酸钙沉淀是磷酸盐被滞留的主要机制。

①用粉煤灰负载水合氧化铁制成的复合吸附剂对HPO42-具有很强的吸附能力，在18℃，HPO42-初始浓度2mg/L(以磷计)，pH=3，吸附剂用量为8.0g/L的条件下，HPO42-的去除率可达97%。通过对不同温度下吸附等温线及吸附动力学的研究可知，复合吸附剂对HPO42-的吸附过程为化学吸附，Langmuir和Freundlich方程能较好地描述吸附平衡，其吸附动力学符合Lagergren二级方程。共存离子浓度在5～30mg/L时，SO42-、NO3-、CO32-和CI-等离子对HPO42-的去除几乎没有影响，而SiO32-的存在则明显抑制HPO42-厂的去除。该吸附剂成本低廉，操作简单，有很好的实用价值。

②热改性和微波改性能够显著提高粉煤灰的除磷能力，且吸附反应在0.25h内即可达到平衡。得出在初始磷含量为5mg/L时：300℃下煅烧的粉煤灰对磷的去除率为93.8%，出水中磷含量达到了0.31mg/L；低火(119W)改性的粉煤灰的磷去除率达95.4%，出水含0.23mg/L。Langmuir方程和SimpleElovich方程能够很好地描述吸附等温线试验的结果和吸附动力学试验数据。

③经亚铁离子改性后的粉煤灰对磷酸根的吸附能力得到明显改善，处理过程简单而且经济。温度是影响亚铁离子改性后粉煤灰吸附磷的主要因素，在30～50℃范围内，温度升高有利于磷的吸附。在适当的温度下用亚铁离子改性粉煤灰对磷的吸附量可达4mg/g以上。50mg/L含磷溶液100mL，投加该改性粉煤灰2.5%，溶液含磷量可以达到《污水综合排放标准》二级标准；投加该改性粉煤灰的量为3.5%时溶液含磷量可以达到《污水综合排放标准》一级标准。经亚铁离子改性后粉煤灰的颗粒表面正电性增加，有利于去除溶液中的磷酸根，对磷的吸附符合Freudlich吸附等温式。

④2mol/L的硫酸改性粉煤灰作为吸附剂来处理废水中的磷。在室温下，粉煤灰的最佳用量每100mL为4g左右，溶液体系pH6～8为宜，且粉煤灰颗粒越细去除磷的效果越好。对磷的质量浓度为50mg/L的废水溶液，反应4h后，磷的去除率可达到92%以上。改性粉煤灰对磷的吸附符合Freundlich公式。不同粒径的吸附剂对磷的去除效果见表4-6。

表4-6 吸附剂粒径大小对磷去除率的影响

⑤几种不同改性剂改性的粉煤灰对磷的处理效果见表4-7。用碱溶液改性的粉煤灰除磷率低于未改性的粉煤灰，可能是因为碱溶液将粉煤灰的SiO2成分溶解出来，生成了水玻璃物质Na2SiO3，在处理生活污水的时候，通过分子间的缩合形成多聚硅酸高分子网状聚合物，吸附包裹在粉煤灰表面上，将粉煤灰的吸附孔堵塞，降低了吸附表面积，同时阻碍其化学吸附的进行。

表4-7 不同改性剂的改性效果

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