粉煤灰在處理含磷廢水中的應用

[db:作者] / 2023-01-03 00:00

(8)含磷廢水

Oguz采用粉煤灰來去除水中的磷酸鹽，結果表明：粉煤灰對磷酸鹽的最大吸附量為71.87mg/g，溶液中磷酸鹽的去除率達99%。分析認為，粉煤灰顆粒和磷酸鹽之間存在靜電吸引作用，使吸附劑和磷酸鹽發生沉淀和離子交換。Yan等研究發現，粉煤灰對磷酸鹽具有很好的滯留能力，滯留過程是不可逆過程，而且不可逆性隨滯留能力的提高而增大，表明磷酸鹽在粉煤灰上的滯留主要是由化學吸附作用引起的，生成磷酸鈣沉淀是磷酸鹽被滯留的主要機制。

①用粉煤灰負載水合氧化鐵制成的復合吸附劑對HPO42-具有很強的吸附能力，在18℃，HPO42-初始濃度2mg/L(以磷計)，pH=3，吸附劑用量為8.0g/L的條件下，HPO42-的去除率可達97%。通過對不同溫度下吸附等溫線及吸附動力學的研究可知，復合吸附劑對HPO42-的吸附過程為化學吸附，Langmuir和Freundlich方程能較好地描述吸附平衡，其吸附動力學符合Lagergren二級方程。共存離子濃度在5～30mg/L時，SO42-、NO3-、CO32-和CI-等離子對HPO42-的去除幾乎沒有影響，而SiO32-的存在則明顯抑制HPO42-廠的去除。該吸附劑成本低廉，操作簡單，有很好的實用價值。

②熱改性和微波改性能夠顯著提高粉煤灰的除磷能力，且吸附反應在0.25h內即可達到平衡。得出在初始磷含量為5mg/L時：300℃下煅燒的粉煤灰對磷的去除率為93.8%，出水中磷含量達到了0.31mg/L；低火(119W)改性的粉煤灰的磷去除率達95.4%，出水含0.23mg/L。Langmuir方程和SimpleElovich方程能夠很好地描述吸附等溫線試驗的結果和吸附動力學試驗數據。

③經亞鐵離子改性后的粉煤灰對磷酸根的吸附能力得到明顯改善，處理過程簡單而且經濟。溫度是影響亞鐵離子改性后粉煤灰吸附磷的主要因素，在30～50℃范圍內，溫度升高有利于磷的吸附。在適當的溫度下用亞鐵離子改性粉煤灰對磷的吸附量可達4mg/g以上。50mg/L含磷溶液100mL，投加該改性粉煤灰2.5%，溶液含磷量可以達到《污水綜合排放標準》二級標準；投加該改性粉煤灰的量為3.5%時溶液含磷量可以達到《污水綜合排放標準》一級標準。經亞鐵離子改性后粉煤灰的顆粒表面正電性增加，有利于去除溶液中的磷酸根，對磷的吸附符合Freudlich吸附等溫式。

④2mol/L的硫酸改性粉煤灰作為吸附劑來處理廢水中的磷。在室溫下，粉煤灰的最佳用量每100mL為4g左右，溶液體系pH6～8為宜，且粉煤灰顆粒越細去除磷的效果越好。對磷的質量濃度為50mg/L的廢水溶液，反應4h后，磷的去除率可達到92%以上。改性粉煤灰對磷的吸附符合Freundlich公式。不同粒徑的吸附劑對磷的去除效果見表4-6。

表4-6 吸附劑粒徑大小對磷去除率的影響

⑤幾種不同改性劑改性的粉煤灰對磷的處理效果見表4-7。用堿溶液改性的粉煤灰除磷率低于未改性的粉煤灰，可能是因為堿溶液將粉煤灰的SiO2成分溶解出來，生成了水玻璃物質Na2SiO3，在處理生活污水的時候，通過分子間的縮合形成多聚硅酸高分子網狀聚合物，吸附包裹在粉煤灰表面上，將粉煤灰的吸附孔堵塞，降低了吸附表面積，同時阻礙其化學吸附的進行。

表4-7 不同改性劑的改性效果

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