MAL改性沸石复合吸附剂处理含磷废水的研究

【摘要】：近年来,随着我国城市化进程的加快,大量水体呈现出不同程度的富营养化状态。淡水环境中,总磷作为主要污染指标,与水体的富营养化现象有着密切联系。如何对含磷水体尤其是低磷废水进行有效治理,对改善水体富营养化现象有着重大意义。本研究将Mg-Al-La三种金属元素以一定比例负载到人造沸石上制得MALZ复合吸附剂,并将其用于含磷水体处理。实验研究了MALZ复合吸附剂的静态吸附性能,并利用响应曲面模型对吸附参数进行了优化。此外又对MALZ复合吸附剂进行了动态实验研究,以及颗粒化小试研究。在静态吸附实验中,研究了固液比、初始磷浓度、pH、共存离子对除磷效果的影响。结果表明,在初始磷浓度为10.0mg/L的溶液中,固液比仅为1.25g/L就能将磷酸根去除到检测限(0.01mg/L)以下,其去除效果可与未负载到沸石上的MAL相当。通过吸附动力学模型拟合,认为该吸附过程更符合二级反应动力学。通过吸附热力学模型拟合,认为其更符合Freundlich吸附等温线。通过响应曲面模型,得到最佳吸附参数为初始磷浓度10.0mg/L、固液比0.200g/L、反应pH为5.79、反应温度为35℃,在同等条件下验证得到反应平衡的吸附容量为15.80mg/g。在金属稳定性实验研究中,发现在初始pH=5.0~10.0范围内,没有明显金属溶出的情况,说明MALZ复合吸附剂有较好的稳定性。在动态吸附实验研究中,考察了床层质量、运行流量和温度三者对除磷效果的影响。利用Adams-Bohart模型、Wolborska模型、Thomas模型、Yoon-Nelson模型等对穿透曲线进行研究,通过模拟证明Thomas模型和Yoon-Nelson模型拟合情况较好。通过对吸附剂颗粒化研究发现,在一定条件下,随着颗粒吸附剂固液比的增大,其除磷效果逐渐增强。