镧/铝改性沸石去除富营养化水体中磷的研究

目前广泛应用的固体吸附法对高磷工业废水具有很好的除磷效果,对低ρ(磷)废水(<0.5mg.L-1)的除磷效果很差,然而富营养化水体的磷质量浓度一般都远远低于0.5mg.L-1,从而使固体吸附法在实际应用中遇到技术瓶颈。为解决上述瓶颈性问题,促进固体吸附法在富营养化水体除磷中的应用,试验以氯化镧、氯化铝、沸石为主要原料,通过配制金属离子溶液、配制沉淀剂溶液、沉淀反应、煅烧等工艺流程制成镧/铝改性沸石,并研究了镧/铝改性沸石对废水中磷的吸附特性及其对不同富营养化程度水体中磷的去除能力。结果表明,镧/铝改性沸石对高磷和低磷浓度废水都具有较好的除磷效果。30℃时,镧/铝改性沸石达到吸附平衡所需时间为36 h,饱和吸附量为2.44 mg.g-1。8 g.L-1的镧/铝改性沸石用量可使废水中的磷质量浓度从20mg.L-1降低到0.515 mg.L-1,去除率高达97.43%。镧/铝改性沸石的磷吸附量随作用时间的延长而增加,包括快速吸附期和慢速吸附期,其中快速吸附期主要发生在前3 h,此时废水中的磷去除率达57.1%,对磷的吸附量达1.43mg.g-1,占饱和吸附量的58.6%。对富营养化水体的除磷试验研究显示,通过2次过滤可使富营养化湖水中的磷质量浓度低于检出限(0.01mg.L-1),通过3次过滤可使富营养化池塘水中的磷质量浓度低于检出限(0.01mg.L-1),说明镧/铝改性沸石对低磷废水具有很好的除磷效果。镧/铝改性沸石对加磷湖水具有较高的磷去除能力,饱和吸附量达2.02 mg.g-1,但比对人工废水的饱和吸附量(2.44mg.g-1)低0.42mg.g-1,降低率达17.2%,表明自然水体中其他离子的共存会降低镧/铝改性沸石的除磷效率。

镧/铝改性沸石的磷释放条件及再生能力研究

通过将磷吸收饱和的镧/铝改性沸石分别放入pH为2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0、12.0、13.0的溶液中,研究了镧/铝改性沸石的最佳磷释放条件,并在最佳磷吸附和最佳磷释放条件下研究了镧/铝改性沸石的再生能力。结果表明,当pH变化在2～13时,镧/铝改性沸石的磷释放量和释放百分比随pH的升高先降低后升高,其中:pH为2和12～13时的磷释放率较高,在76%以上,且pH13时的释放率最大,为98.2%;而pH在3～11时,磷释放率较低,在30%以下,且pH6时的释放率最小,为1.7%。表明强酸或强碱环境有利于镧/铝改性沸石中磷的释放。对镧/铝改性沸石再生能力的研究显示,经过4次再生后,镧/铝改性沸石的磷吸附量和再生能力分别为2.367、2.336、2.312、2.253mg·g-1和96.7%、95.5%、94.5%、92.1%,虽然吸附剂的磷吸附能力随再生次数的增加呈现逐渐降低的趋势,但经过4次再生后,其对磷的吸附能力仍保持在92%以上,表明镧/铝改性沸石具有较好的稳定性和再生能力。

铝和锆改性沸石对太湖底泥-水系统中溶解性磷酸盐的固定作用

通过试验方法考察了2种不同底泥改良剂(铝和锆改性沸石)对太湖底泥-水系统中SRP(可溶解性磷酸盐)的固定作用.改性沸石改良前后太湖底泥对水中较高浓度磷的吸附平衡数据可用Langmuir和Freundlich等温吸附方程进行描述,吸附动力学过程可用准二级动力学模型进行描述.太湖底泥、铝和锆改性沸石改良太湖底泥的最大磷吸附量分别为395、613和1 009mg/kg.被改良太湖底泥中,铝改性沸石所吸附的磷主要以NaOH-rP(NaOH提取态磷)形态存在,锆改性沸石所吸附的磷主要以NaOH-rP和Res-P(残渣态磷)形态存在.当水中初始ρ(SRP)很低时,太湖底泥和改性沸石改良太湖底泥均释放出磷,其中后者的释磷量较低.改性沸石改良太湖底泥中的w(BAP)(BAP为生物有效磷)低于太湖底泥,w(liable-P)(liable-P为弱吸附态磷)也明显偏低.铝改性沸石改良太湖底泥中的w(BD-P)(BD-P为氧化还原敏感态磷)与太湖底泥相比差异不显著,而锆改性沸石改良太湖底泥中的w(BD-P)明显低于太湖底泥.可见,铝和锆改性沸石均可用于控制太湖底泥磷的释放,其中锆改性沸石的控制效果更好.