粉煤灰陶粒對廢水中磷酸鹽的吸附試驗研究
摘要:以粉煤灰為主要原料制成粉煤灰陶粒,研究其對廢水中磷酸鹽的去除情況.同時,考察了影響粉煤灰陶粒吸附磷酸鹽的主要因素及平衡吸附量,并對其進行吸附等溫模型擬合分析.結果表明,粉煤灰陶粒對磷酸鹽的去除率隨粉煤灰陶粒投加量的增大而增加,較高的磷酸鹽初始濃度可以加快磷酸鹽的吸附.在較寬pH(4～10)范圍內(nèi),均能呈現(xiàn)較好的磷酸鹽去除效果,且當pH為自然值(約為6.0)時,吸附效果最佳.粉煤灰陶粒對磷酸鹽的吸附是一個緩慢的吸附過程,12h內(nèi)可達到吸附平衡,該吸附過程符合偽二級動力學方程.粉煤灰陶粒對磷酸鹽的吸附符合Langmuir等溫模型.隨著溫度的升高,粉煤灰陶粒的最大吸附飽和量(Qmax)逐漸減小,溫度為15、25、35℃時,粉煤灰陶粒的最大吸附飽和量分別為0.7903、0.7426、0.6111mg·g-1.粉煤灰陶粒吸附磷酸鹽后在一定條件下可以重新解吸出來,且隨著解吸液(NaOH)濃度的增加解吸率增大.
關鍵詞:粉煤灰,陶粒,廢水
磷是富營養(yǎng)化水體中藻類生長繁殖的重要元素，瘋長的藻類死亡后成為細菌的營養(yǎng)，大量繁殖的細菌會釋放毒素并耗盡水體中的氧，從而引起魚類病變死亡，最終會嚴重威脅生物體的生存與人類健康． 目前，國內(nèi)外采用的除磷方法主要包括化學法、生物法和吸附法． 常規(guī)生化污水處理及強化生物除磷工藝很難保證出水中的磷達到排放標準( GB18918—2002 一級 A) ，往往需要物化除磷( 丁文明等，2003) ，但此方法存在化學藥劑費用高、化學污泥難以處置等問題．
為此，研究人員一直在尋求經(jīng)濟有效的除磷方法，其中，吸附法被認為是一種能夠較好地適用于寬濃度廢水除磷的方法( 王宇等，2008; 朱潤亮等，2006) ，該方法主要是將吸附劑與廢水混合，或讓廢水通過由顆粒狀物質(zhì)組成的濾床，使廢水中的污染物質(zhì)吸附在多孔物質(zhì)的表面或被過濾． 而應用吸附法處理廢水的關鍵在于尋找吸附容量大、吸附速度快、原料經(jīng)濟易得的吸附劑( Urano，1991) ．粉煤灰作為熱電廠燃煤鍋爐排放的固體廢物，年排放量達 1 億多噸，除了部分用于建筑、交通、土壤改良等方面外，還有相當多的粉煤灰采用就地堆積的方法處理，極易造成環(huán)境污染 ( 相會強等，2005) ．
粉煤灰中含有大量 Si、Al 的活性點，且比表面積大，具有較強的吸附能力． 因此，可利用粉煤灰作為主要原料，通過添加粘土和外加劑的方法在高溫下燒結成粉煤灰陶粒． 與傳統(tǒng)的粘土陶粒和頁巖陶粒相比，粉煤灰陶粒不僅原料低廉易得，而且對污水中污染物質(zhì)具有較好的去除效果． 如 Zhao( 2009 ﹚等研究了污泥粉煤灰陶粒( sludge-fly ashceramic particles，SFCP) 和粘土陶粒 ( clay ceramicparticles，CCP) 用作曝氣生物濾池中填料處理市政污水的效果，結果發(fā)現(xiàn)，在水力停留時間分別為1. 5、0． 75 和 0． 37 h 的情況下，SFCP 對 COD 和NH+4-N 的去除效果都要比 CCP 高 10% 左右; 薛金風等( 2006) 用 2% 無機造孔添加劑、50% 粉煤灰和48% 粘土燒制得到了一種強度高、比表面積大( 15. 91 m2•g－ 1) 的濾料
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