關(guān)鍵詞：海綿鐵 錳砂 吸附 含磷廢水
1 試驗(yàn)方法
1.1 靜態(tài)法
量取一定量模擬廢水(用化學(xué)試劑KH2PO4配制而成)于三角燒瓶中，加入一定量的海綿鐵及錳砂，在室溫下以60 r/min速度振蕩20 min，然后靜置2h，取上清液用氯化亞錫法分析溶液中磷的含量，計(jì)算吸附容量及去除率。
1.2 動(dòng)態(tài)法
采用φ14的有機(jī)玻璃柱，內(nèi)填充10∶1海綿鐵及錳砂混合物，填充物高為600 mm，廢水以一定流速順流通過(guò)吸附柱。用氯化亞錫法分別分析流出液達(dá)不同體積時(shí)的磷含量，計(jì)算流出液體積和磷去除率，求出吸附劑的吸附容量。
2 試驗(yàn)結(jié)果及討論
2.1 靜態(tài)試驗(yàn)
2.1.1 海綿鐵粒徑的影響
海綿鐵粒徑直接影響磷的去除效果，選取不同粒徑海綿鐵處理含磷廢水的試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。隨著海綿鐵粒徑的減小，磷的去除率增加(由62.16%增加到81.48%)，但海綿鐵的粒徑越小其磨損率越大，水力阻力加大，成本增高。從水質(zhì)要求、經(jīng)濟(jì)成本綜合考慮，試驗(yàn)時(shí)選取1.5 mm的粒徑。
2.1.2 海綿鐵與錳砂配比的影響
取5 g海綿鐵，加入不同配比的錳砂，測(cè)定不同配比時(shí)海綿鐵與錳砂的處理效果，結(jié)果見(jiàn)圖2。
由圖2可知，當(dāng)海綿鐵與錳砂的配比為10∶1，對(duì)磷的去除率*高，并且在動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中加入適量的錳砂，可防止海綿鐵板結(jié)，減少水頭損失，因此試驗(yàn)選用海綿鐵∶錳砂為10∶1。
2.1.3 溶液pH值的影響
當(dāng)模擬原水含磷濃度為50 mg/L(以PO3-4計(jì))時(shí)，吸附劑對(duì)磷的去除率與溶液pH值的關(guān)系如圖3所示。酸度越大，去除率越高；在中性范圍(pH值6～8)內(nèi)吸附劑的吸附量基本保持不變且去除率較高，為81.12%；當(dāng)pH＞9時(shí)，由于濾料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使去除率迅速降低。因此該法適合于處理酸性及中性或弱堿性含磷廢水。試驗(yàn)?zāi)M廢水的pH為6～7。
2.1.4 吸附時(shí)間的影響
試驗(yàn)結(jié)果表明：吸附達(dá)80 min以后，吸附劑的吸附容量基本不再變化而達(dá)到平衡，吸附量可達(dá)9.0 mg/g，磷的去除率在89%以上，結(jié)果令人滿意。
2.2動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)
2.2.1 流速對(duì)磷去除率的影響
準(zhǔn)確稱(chēng)取200g海綿鐵和20g錳砂，混合均勻后填充在￠14的有機(jī)玻璃柱內(nèi)，柱高為600 mm，原液起始濃度為C0＝50mg/L(以PO3-4計(jì))，以不同的流速通過(guò)吸附層，并計(jì)算不同流速下吸附劑對(duì)磷的去除效果，結(jié)果見(jiàn)圖4。由試驗(yàn)結(jié)果可知，流速越小，去除率越高，但流速太小對(duì)實(shí)際處理工藝沒(méi)有意義，因而試驗(yàn)選6 m/h的流速做動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。
2.2.2 動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)
原水濃度C0＝100mg/L，流速為6m/h，自運(yùn)行開(kāi)始至濾料出現(xiàn)穿透，全部時(shí)間為10d，進(jìn)水總磷酸根量為10479.34 mg，處理水量為115.7 L，共吸附磷酸根量為1 646.00mg，動(dòng)態(tài)吸附容量為8.23mg/g，總?cè)コ蕿?5.7%，動(dòng)態(tài)吸附曲線如圖5。
含磷污水處理試驗(yàn)
用海綿鐵處理城市生活污水，在*佳吸附條件下，靜態(tài)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 城市生活污水處理結(jié)果
| 序號(hào) | 吸附劑用量 (g/L) |
進(jìn)水PO3-4濃度 (mg/L) |
殘余PO3-4濃度 (mg/L) |
磷的去除率 (%) |
|---|---|---|---|---|
| 1 2 3 |
4.0 8.0 12 |
78.32 78.32 78.32 |
36.26 8.78 5.42 |
53.70 88.29 92.10 |
可見(jiàn)，海綿鐵對(duì)城市生活污水中的磷有良好的去除效果，當(dāng)投加量為10g/L時(shí)，磷的去除率可達(dá)90%以上，達(dá)到城市生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)。
4 結(jié)語(yǔ)
海綿鐵與錳砂是一種金屬多孔濾料，以它作為吸附劑處理含磷廢水的技術(shù)還未見(jiàn)報(bào)道。本研究結(jié)果表明：用粒徑為1.5 mm的海綿鐵與錳砂10∶1混合，在中性、弱酸性條件下處理含磷廢水靜態(tài)吸附容量可達(dá)9.0 mg/g，去除率為89%以上；動(dòng)態(tài)試驗(yàn)在流速為6 m/h的條件下吸附容量可達(dá)8.23 mg/g，可以滿足處理含磷廢水的要求。該法處理含磷廢水具有高效、快速、簡(jiǎn)便易行等優(yōu)點(diǎn)，值得進(jìn)一步研究和推廣應(yīng)用。
