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镧—铁复合氧化物污水除磷及其真空再生的研究

刘艳冰  
【摘要】:目前,水体的富营养化现象已成为人类所面临的严重的水环境问题之一,而磷是引起水体富营养化的主要因素之一,因此污水中磷的去除对控制水体富营养化极具意义。本课题基于目前污水除磷剂再生效率低的难题,在研究了大量前期成果和晶体缺陷学原理的前提下,提出一种制备除磷剂的新方法,希望可以制备出一种除磷及回收效果均佳的除磷剂,为污水除磷提供新技术。 本课题的研究利用共沉淀法制备含有铁杂质的镧氧化物做为污水除磷剂,即为镧—铁复合除磷剂,用该除磷剂进行污水除磷实验以及真空再生实验的研究。 为了考察铁杂质的引入是否能够提高磷酸镧的高温裂解进程,首先进行了磷酸镧的热分解实验,实验结果表明,含有铁杂质的磷酸镧的热分解效率高于纯的磷酸镧,这正体现了课题选题依据中的晶体缺陷学的理论,验证了课题选题的可行性。 最佳镧—铁复合除磷剂的制备条件的选择实验研究,最终选定的制备条件为:杂质含量为MFe/MLa=0.08,反应温度为60℃,反应时间为120 min,电动搅拌速率为1500r/min,干燥温度为120℃,干燥时间为8h。 镧—铁复合除磷剂的吸附动力学行为符合拟二级速率方程模型,等温吸附行为较符合Langmuir方程,在含磷水溶液的pH值在3.0~6.0之间时吸附量大且较为稳定,该除磷剂适用于处理高浓度和弱酸性的含磷水体。 再生实验表明,煅烧温度在1000~1200℃时镧—铁复合除磷剂在真空炉内的反应最激烈,但是由于实验室条件的限制,在高于1500℃的煅烧温度下的再生情况在此次实验中未能得到考察;在实验控制的反应条件内,镧—铁复合除磷剂的最大再生率为62.67%,比前期实验得到的35.9%提高了26.77个百分点。


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