稀土吸附剂微污染水深度除磷研究

作者：李彬

来源：环境工程, 硕士, 昆明理工大学, 2005.

• 稀土吸附剂
• 微污染水
• 除磷
• 再生
• 数学模型

近年来,全球范围内湖泊富营养化问题日趋严重。其主要原因是由于入湖水质的氮、磷等营养物质过多所致。研究表明,多数富营养化水体中的控制因素为磷的输入量,因此,污水除磷对防治水体富营养化显得尤为重要。传统的除磷方法大都采用生物法和化学法。生物法除磷工艺运行稳定性较差,运行操作严格,受污水的温度、酸碱度等影响大,对污水中有机物浓度(BOD)依赖性很强;而化学法除磷要消耗大量的药物,产生的污泥量大,难以处理。吸附法除磷从一定程度上弥补了以上方法的不足。吸附除磷通过磷在吸附剂表面附着吸附、离子交换或络合,实现磷从污水中的分离,并进一步通过解吸回收磷资源,变废为宝。 本论文针对污水处理厂的出水仍然不能满足地表水要求的现实,开展磷微污染的吸附法研究,取得了以下结论: (1) 在悬浮床方面,在磷含量1.5 mg/L的情况下,确定了最佳吸附剂用量为1.0g/L,最佳的pH范围在4～7.5之间,此时磷去除率接近99%;稀土吸附剂用于悬浮床处理污水时,表现为出水浊度高,水处理量小,阻力损失大,经济性较差; (2) 在固定床方面,通过浸渍、干燥、黏合、焙烧和成型等步骤制备成型的稀土吸附剂,水力条件较好,但是较粉状吸附剂吸附容量下降明显。在流速取6L/h,水样pH为7.3,在出水含磷为0.02 mg/L时,用Origin 7.5积分法求值,得吸附量为4.12mg/g,此时出水满足地表水三类的要求;通过对去离子水、模拟水、自来水和污水厂实际水样的考察,发现水中其它常见离子不存在竞争吸附; (3) 再生技术方面,确定了最佳的再生条件:再生药剂为氢氧化钠和MgCl2碱性溶液,再生液量12L,线速度为0.5m/h,pH为10.5,助剂为0.4%(质量百分比);在最佳试验条件下,再生12次时吸附容量下降到原吸附量的80%; (4) 在机理研究方面,通过SEM、XRD等分析手段,初步确定了吸附剂除磷属于化学吸附为主,多种吸附形式并存;吸附除磷的控制步骤为扩散控制,吸附剂颗粒越小,除磷达到平衡的时间越短; (5) 在模型方面,建立了二级吸附动力学模型,在试验条件下计算出了影响强度指数,证明了吸附剂除磷符合单分子层化学吸附。

• 出版日期2005
• 单位昆明理工大学