高岭土能处理含磷废水

时间：2014-05-08 09:50:19

作者：世邦机器

含磷废水：水体富营养化是由氮、磷等主要营养元素超量输人而导致初级生产者过度生长的现象，常表现为藻类水华暴发，造成水质严重恶化、水生动物大量死亡等后果，是当今世界面临的重大环境问题。磷是较重要的营养和生长限制元素，它不能被其它元素所替代(Berg,2005)。吴海林等(2003)和Schindler等(2008)的研究也表明，削减氮并不能有效地控制藻类总量，反而可以诱发固氮蓝藻水华。可见磷是水体富营养化的主要控制因子，因此，控制磷的浓度对抑制富营养化至关重要。

目前水处理领域普遍采用化学法(加入铝盐、铁盐沉淀法)、生物法(活性污泥法、生物氧化法、生物膜法)去除水体中的磷，但这些方法对磷的去除率低，而且只适合低浓度的含磷废水，用精细手法提纯出来的高岭土价格也是相对较高的，由于磷是植物的重要营养元素，近年来人们研究既能去除水体中的磷又可将其回收用于肥料的脱磷方法，吸附除磷是受到人们关注的方法。黏土矿物是目前研究采用较多的吸附剂。

翟由涛(2010)制备了盐改性高岭土(Al3+、Mg2+),探讨了改性高岭土吸附磷的规律和理想吸附条件。结果表明，其理想吸附条件是：pH值为5〜7，反应时间为30min，吸附剂的合适投加量为4g/L。在此条件下，磷的去除率超过80%。改性高岭土对磷的吸附符合Langmuir吸附等温线，吸附过程对磷的结合力作用范围只有单分子层厚度，以化学吸附为主。高岭石是土壤的组成部分，吸附磷后可以作为农肥二次利用，在含磷废水处理领域具有较广阔的应用前景。要特别注重高岭土加工，翟由涛等(2012)采用盐酸和煅烧两种方法对苏州高岭土进行了改性，分析其对模拟含磷废水中磷的吸附效果。结果显示，9%盐酸和500℃锻烧改性高岭土对模拟废水中磷的吸附净化效果理想。在处理25mL浓度为20mg/L的模拟含磷废水中，高岭土投加量为2%(质量分数)时，经9%盐酸改性高岭土对磷的去除率达81.8%。较天然高岭土提高了44.60%。在处理50mL浓度为20mg/L的模拟含磷废水时，经500℃煅烧改性高岭土对磷的去除率高达99.5%。残留溶液中磷浓度仅为0.10mg/L，达到我国相应排放标准。酸改性可通过改变高岭土的吸附活性位点来提高其对磷的吸附净化性能，而煅烧通过活化高岭石中的铝来提高其对磷的吸附净化性能。天然原土、酸改性高岭土、热改性高岭土对磷的吸附等温线均符合Freundlich方程和Langmuir方程，3种高岭土对z的吸附动力学特征一致，皆与准二级方程拟合理想。天然高岭土、酸改性高岭土和热改性高岭土对磷的饱和吸附量分别为0.98mg/g、2.06mg/g和3.55mg/g。可见500℃锻烧高岭土对z的饱和吸附量非常大。

沈王庆等(2010)研究了碳酸钠活化煤系高岭土以及用其吸附城市生活污水中磷的方法。考察了活化煤系高岭土的粒径对污水中磷元素吸附的影响，以及其吸附热力学和吸附等温线，并且进一步研究了吸附机理。研究结果表明，当活化煤系高岭土的粒径在106〜1700μm时，随着粒径的不断减小，其对磷的吸附率不断增大，当粒径减小到150pm以后，吸附率变化趋缓。碳酸钠活化煤系高岭土对城市生活污水中磷的吸附行为符合Freundlich动力学方程，而且升高温度有利于吸附，因此其吸附为吸热过程。

袁东海等(2004)通过磷等温吸附与饱和吸附后释放实验，研究了高岭土、蒙脱土、凹凸棒土、蛭石和沸石对溶液中磷的吸附效果及其影响因素。结果表明，高岭土对磷的理论饱和吸附量为554mg/kg。影响黏土矿物和黏土磷理论饱和吸附量的主要因素是钙含量和胶体氧化铁及氧化铝的含量，黏土矿物和黏土吸附磷的机制主要为化学吸附。黏土矿物和黏土磷饱和吸附后释放实验表明，其磷释放量很低。