磁性類水滑石的制備及吸附回收污水中磷的研究.pdf

1、磷資源短缺與磷污染導(dǎo)致的水體富營養(yǎng)化之間的矛盾，使人們對污水中磷的研究從去除轉(zhuǎn)為回收。本文基于吸附法回收污水中磷存在污水中懸浮物濃度過高會累積并堵塞固定床吸附劑床層，而采用流化床裝置，其吸附劑的回收困難等問題，研究將類水滑石化合物負(fù)載在磁性載體上，合成一種磷吸附性能良好的磁性吸附劑，并可用磁分離技術(shù)加以回收。
　　本文首先以在微米級四氧化三鐵粉末表面共沉淀的方法制備了一系列磁性類水滑石化合物，并研究了他們對污泥脫水液中磷酸根的吸附

2、性能。實驗表明，Zn/Al摩爾投料比2:1，制備溫度70℃、共沉淀劑為NaOH（20％）、陳化時間為6h及焙燒溫度為300℃時制得的磁性Zn-Al類水滑石（Zn-Al-300）對城市污水處理廠污泥脫水液中磷酸鹽的吸附效果最好。
　　表征分析表明本文所合成的化合物是四氧化三鐵磁核處于高度分散狀態(tài)的的磁性類水滑石，可采用磁分離技術(shù)加以分離和回收，其焙燒產(chǎn)物可有效吸附污水中的磷酸根，在吸附劑表面形成一種混合磷酸鹽晶體；磁性Zn-Al類水

3、滑石的熱分解過程分兩個階段：第一個熱分解階段對應(yīng)著吸附水、層間水的脫除以及部分羥基、碳酸根離子、氯離子等其他陰離子的脫除；第二個熱分解階段對應(yīng)著殘余層板羥基及層間陰離子的脫除。
　　本文進(jìn)一步研究了磁性Zn-Al-300吸附劑吸附污水中磷的影響因素，研究表明：在pH6-9范圍內(nèi)吸附劑磷吸附效果較好；隨初始磷濃度的升高，吸附劑磷吸附量增大污水中磷去除率有所降低；對磷濃度分別為20.8mg·L-1和36.7mg·L-1的污泥脫水液，在

4、吸附劑投加量分別為0.75g·L-1和1.75g·L-1時磷去除率達(dá)到100%。此外，振蕩可使吸附作用加快，振蕩吸附24h基本達(dá)到吸附平衡。
　　該吸附劑吸附污泥脫水液中磷酸鹽的吸附動力學(xué)方程擬合效果表現(xiàn)為假二級動力學(xué)方程>葉洛維奇方程>假一級動力學(xué)方程；吸附等溫線符合Langmuir模型。磁性Zn-Al-300吸附劑對幾種常見陰離子的吸附選擇性表現(xiàn)為：CO32-＞SO42-＞NO3-＞Cl-。吸附劑的解吸采用7% NaOH溶液，

5、其磷解吸率達(dá)91.4%，吸附劑的再生采用焙燒法。對于富集磷酸鹽后的解吸液，按照Ca/P摩爾比2.2投加無水氯化鈣時水中的磷幾乎被沉淀完全。
　　夾套式磁分離反應(yīng)器連續(xù)流實驗結(jié)果顯示，該吸附劑對污泥脫水液中磷的吸附量較靜態(tài)實驗時低，為保證出水處理效果及達(dá)標(biāo)情況，反應(yīng)器宜采用多級處理。吸附劑反復(fù)使用五次后，再生率仍高達(dá)55.3%，通過向解吸廢液中投加NaOH可將解吸液循環(huán)使用；確立了除磷-吸附劑解吸再生-磷回收這一三段式磷回收整體工藝