涂鐵砂濾料吸附過濾去除城市污水廠 二級(jí)處理出水中磷的研究
摘要:研究了涂鐵石英砂(IOCS)的表面性質(zhì)和吸附過濾對城市污水廠生物二級(jí)處理出水中P043-.P的去除性能。 掃描電鏡(SEM)和x射線衍射(XRD)的表面分析表明,IOCS表面粗糙、比表面積大且附有 .Fe O 晶體、吸附能 力增強(qiáng) 靜態(tài)吸附試驗(yàn)表明,pH、接觸時(shí)間和涂鐵砂量等均會(huì)影響IOCS對溶液中PO43--p的吸附。通過非線性回歸 得出的Langmuir、Freundlich和Temkin吸附等溫線均可較好地?cái)M合IOCS對溶液中PO43-一P的吸附。擬合曲線的相 關(guān)性大小順序?yàn)椋篖angmuir>Temkin>Freundlich( >0.9130)。與石英砂(Os)相比,IOCS過濾對PO43-.P的平均去 除率提高約5%,去除效果提高明顯,但運(yùn)行過程中IOCS過濾的水頭損失比Qs大。
關(guān)鍵詞:涂鐵砂;吸附;過濾;磷;等溫線;二級(jí)出水
城市污水經(jīng)過深度處理后進(jìn)行再生回用,是當(dāng)前 解決水資源緊張的有效途徑之一。目前,超濾、反滲透 等工藝在污水再生回用中已經(jīng)有了一定的應(yīng)用,但其 成本較高,而且均須經(jīng)過過濾技術(shù)。磷是污水回用中重 要的控制指標(biāo)之一,因此除磷是污水回用過濾技術(shù)的 一個(gè)主要目標(biāo)。前期的研究表明,與QS濾料相比,改 性石英砂濾料直接過濾對城市污水廠生物處理二級(jí) 出水中的COD、磷等處理效率有明顯的提高,但對 改性石英砂吸附過濾除磷的機(jī)理尚不明確。目前,對 改性濾料的研究主要集中于過濾去除水中的重金屬 和有機(jī)物,對改性濾料吸附過濾處理污水中磷的研 究相對較少。因此,本文在高溫條件下將金屬氧化物 涂敷在OS表面,制成IOCS,進(jìn)行了IOCS吸附過濾 處理城市污水廠二沉池出水的試驗(yàn),并對IOCS吸附 過濾除磷的機(jī)理進(jìn)行了初步探討,以期為城市污水 再生回用過濾技術(shù)的改進(jìn)提供技術(shù)支持。
1 材料與方法
1.1 IOCS的制備
石英砂濾料經(jīng)篩分后用自來水反復(fù)沖洗干凈,置 于100~1 10oC烘箱中烘干,然后用濃度0.1 mol·L 的稀鹽酸溶液浸泡24 h,再用蒸餾水沖洗干凈,烘箱 烘干后用FeC13.61-120溶液對濾料進(jìn)行改性,改性方 法參考Mark M Benjamin提出的改性步驟,將濃度 為2.5 mol·L 的FeC13·6H2O溶液與烘干后Qs以 1:2的體積混合后置于干燥箱中,于110℃下烘3~ 4 h, 間歇攪拌至表面似干,然后置于馬弗爐中于 550℃下烘3 h,冷卻后用蒸餾水沖洗干凈,在110℃ 下烘干。重復(fù)上述改性步驟后得到的濾料即為 IOCS,濾料經(jīng)蒸餾水洗凈烘干后備用。
1.2 靜態(tài)吸附試驗(yàn)
靜態(tài)吸附試驗(yàn)中,為保證濾料的均勻性,使試驗(yàn) 結(jié)果具有可比性,采用的IOCS和QS的粒徑均為 0.8~O.9 IlllTI。含磷原水用KH2PO (分析純)和去離 子水配制。其中,pH對PO2.P吸附的影響試驗(yàn)在 100 mL錐形瓶中進(jìn)行,其余試驗(yàn)均在50 mL塑料管 中進(jìn)行,通過水浴振蕩器控制溫度為20℃ ,振蕩速 度為120 r·min_I.用硝酸和NaOH溶液調(diào)節(jié)pH,背 景電解質(zhì)為0.01 mol·L 的NaNO,溶液,所有吸附 試驗(yàn)均進(jìn)行2次重復(fù)取平均值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
………………
2 結(jié)果與討論
3 結(jié)論
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