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| 磷酸鹽改性方解石去除水中磷酸鹽研究 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2013-12-05 20:36:09 瀏覽次數(shù)： |
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磷(P)是藻類(lèi)生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一。人類(lèi)所產(chǎn)生的含磷廢水如果不加處理直接排入水體會(huì)導(dǎo)致水中磷質(zhì)量濃度過(guò)高，會(huì)促進(jìn)水中藻類(lèi)的過(guò)度繁殖，從而引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化。傳統(tǒng)的含磷廢水處理方法包括化學(xué)沉淀法和生物法?；瘜W(xué)沉淀法是利用鐵鹽、鋁鹽或石灰等化學(xué)藥劑與磷酸鹽生成沉淀而達(dá)到去除目的。化學(xué)沉淀法除磷存在的主要缺陷包括操作麻煩、化學(xué)藥劑的成本高以及會(huì)產(chǎn)生較多的化學(xué)污泥等。生物法除磷存在的主要缺陷包括工藝流程復(fù)雜、管理要求高以及出水水質(zhì)不穩(wěn)定等。因此，研究開(kāi)發(fā)新型的高效經(jīng)濟(jì)廢水除磷技術(shù)以替代傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法和生物法，對(duì)于水體的富營(yíng)養(yǎng)化防治而言是非常必要的。近年來(lái)，利用容易獲得且成本低廉的固體材料去除水中的磷酸鹽已經(jīng)引起了研究人員的廣泛關(guān)注。方解石是晶體屬三方晶系的碳酸鹽礦物，容易獲得且成本低廉。相關(guān)研究已經(jīng)證明方解石可以有效去除水中的磷酸鹽。當(dāng)水中磷質(zhì)量濃度較低時(shí)，方解石與磷酸鹽之間的反應(yīng)機(jī)制為表面吸附作用。當(dāng)水中磷質(zhì)量濃度較高時(shí)，方解石與磷酸鹽之間的反應(yīng)機(jī)制開(kāi)始時(shí)為表面吸附作用，隨后為磷酸鈣沉淀作用。方解石除磷后的產(chǎn)物可以被直接用作酸性土壤的肥料。方解石除磷后的產(chǎn)物亦可以被再次用于水中磷酸鹽的去除。但是，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)方解石除磷后的產(chǎn)物去除水中磷酸鹽的各種影響因素尚缺乏足夠的了解和認(rèn)識(shí)。
上海大學(xué)林建偉等使用磷酸鹽溶液和方解石之間的反應(yīng)得到方解石去除水中磷酸鹽后的產(chǎn)物，即磷酸鹽改性方解石，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析了方解石和磷酸鹽改性方解石對(duì)水中磷酸鹽的去除動(dòng)力學(xué)，并考察了磷酸鹽改性方解石去除水中磷酸鹽的各種影響因素。磷酸鹽改性方解石對(duì)水中磷酸鹽的去除能力明顯優(yōu)于方解石。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為2h時(shí)，實(shí)驗(yàn)條件下磷酸鹽改性方解石對(duì)水中磷的去除率達(dá)到 72%，而方解石對(duì)磷的去除率僅為35%。當(dāng)pH為5-7時(shí)，磷酸鹽改性方解石對(duì)水中磷酸鹽的去除能力較高；當(dāng)pH 由7增加到10h，對(duì)磷酸鹽的去除能力略微下降；當(dāng)pH由10增加到12h，對(duì)磷酸鹽的去除能力急劇下降。磷酸鹽改性方解石對(duì)水中磷酸鹽的單位去除量隨初始磷質(zhì)量濃度的增加而增加。過(guò)高的初始磷質(zhì)量濃度會(huì)導(dǎo)致磷酸鹽改性方解石對(duì)水中磷酸鹽的去除率過(guò)低。磷酸鹽改性方解石對(duì)水中磷酸鹽的去除能力隨反應(yīng)溫度的升高而增加。磷酸鹽改性方解石對(duì)水中磷酸鹽的去除動(dòng)力學(xué)可以較好地采用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型加以描述。水中共存的鈣離子有利于磷酸鹽改性方解石對(duì)磷酸鹽的去除，而水中共存的碳酸氫根離子抑制了磷酸鹽改性方解石對(duì)磷酸鹽的去除。磷酸鹽改性方解石去除水中磷酸鹽的主要機(jī)制是磷酸鈣沉淀作用。磷酸鹽改性方解石不僅會(huì)為磷酸鈣沉淀反應(yīng)的異質(zhì)成核提供核心，促進(jìn)磷酸鈣沉淀的形成，而且當(dāng)水處于對(duì)方解石不飽和狀態(tài)時(shí)會(huì)溶解釋放出可溶性鈣，為磷酸鈣沉淀的形成提供鈣源。上述結(jié)果表明，方解石去除水中磷酸鹽后的產(chǎn)物可以被再次用于水中磷酸鹽的去除，并且對(duì)磷酸鹽的去除效果優(yōu)于原始的方解石。
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