摻鋁碳酸鈣除磷及CaCO3-沸石復(fù)合材料同時(shí)去除氮磷的研究.pdf

1、水體中氮磷含量過(guò)量會(huì)引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化，因此，降低水體中氮磷的濃度顯得十分必要。本文從以下三個(gè)方面對(duì)去除水體中氮磷進(jìn)行了研究。一，合成摻鋁碳酸鈣，提高碳酸鈣去除磷酸鹽的性能；二，合成能夠同時(shí)去除水體中氮磷的碳酸鈣/沸石的復(fù)合材料；三，對(duì)碳酸鈣/沸石復(fù)合材料的合成條件、方法，進(jìn)行改性，選擇最優(yōu)同時(shí)去除水體中氮磷復(fù)合材料的合成條件。水體中的磷是引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因之一，降低水體中磷酸鹽濃度能夠有效抑制水體富營(yíng)養(yǎng)化。先前研究表明，碳酸鈣具

2、有去除磷酸鹽的性能，但堿性環(huán)境下，方解石去除磷酸鹽效率低，限制了其使用范圍。本文提出了向合成碳酸鈣中摻雜鋁離子，改性碳酸鈣除磷性能的設(shè)想。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，摻雜鋁離子導(dǎo)致碳酸鈣晶體形貌發(fā)生巨變，從規(guī)則小球形向無(wú)定型轉(zhuǎn)換，Zeta電荷零電位點(diǎn)發(fā)生偏移，表面電動(dòng)電勢(shì)降低，去除磷酸鹽性能提高，適用pH范圍得到拓展。摻鋁碳酸鈣吸附磷酸鹽滿(mǎn)足Freundlich吸附模型，沉淀法是摻鋁碳酸鈣去除磷酸鹽的主要形式。比對(duì)樣品吸附磷前后紅外譜圖，羥基磷酸鈣(

3、HAP)和磷酸鋁是摻鋁碳酸鈣去除磷酸鹽的主體形式。制備所得摻鋁碳酸鈣能高效去除水體中的磷。
　　本文進(jìn)行了合成碳酸鈣/沸石的復(fù)合材料同時(shí)去除氮磷的研究。通過(guò)SEM、XRD和EDX譜圖分析，可以判定碳酸鈣、沸石進(jìn)行了有效復(fù)合，生成了具有小球型的新晶體。復(fù)合材料吸附氮磷實(shí)驗(yàn)表明：堿性環(huán)境下，復(fù)合材料能夠同時(shí)高效去除溶液中的氮磷，達(dá)到徹底抑制水體富營(yíng)養(yǎng)化的目的。同時(shí)，碳酸鈣/沸石的質(zhì)量比決定了復(fù)合材料去除溶液中氮磷效率，吸附氮磷均滿(mǎn)足l

4、angmuir吸附模型，但復(fù)合材料脫氮除磷去除機(jī)理不同，除磷通過(guò)化學(xué)沉淀，除氮主要為離子交換。比較結(jié)果表明，pH條件為9，碳酸鈣/沸石質(zhì)量比1:4的復(fù)合材料，能夠同時(shí)高效去除水中氮磷。本實(shí)驗(yàn)表明單一材料能夠同時(shí)去除氮磷，改變了同種材料不能同時(shí)去除水體中氮磷的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。盡管上述碳酸鈣/沸石復(fù)合材料能夠同時(shí)去除水體中的氮磷，但為近一步提升該復(fù)合材料去除水體中氮磷的性能，對(duì)其進(jìn)行了各項(xiàng)改性嘗試。結(jié)果表明，煅燒明顯地改變了復(fù)合材料的晶體形貌，負(fù)

5、載球霰石轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定態(tài)方解石，降低了復(fù)合材料去除磷酸鹽性能，提升了去除銨根離子效率。與此同時(shí)，攪拌時(shí)間，攪拌速度對(duì)復(fù)合材料的脫氮除磷性能均影響有限。為均勻分散碳酸鈣在沸石表面，合成攪拌速度選擇700-1100 r/min。沸石進(jìn)行酸堿鹽預(yù)處理改性，結(jié)果表明，負(fù)載碳酸鈣，會(huì)抑制沸石改性效果。分析比較得出，75℃水浴下，碳酸鈣/沸石質(zhì)量比1:4進(jìn)行快速攪拌1小時(shí)，為能同時(shí)高效去除氮磷合成復(fù)合材料的最優(yōu)合成方法。綜上所述，本文合成了新的去除廢水