废水除磷方法
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废水除磷原理
废水中磷元素的去除是环保工程中一个关键的技术问题。
废水除磷的原理主要有化学沉淀法、生物吸附法和生物脱磷法等。
化学沉淀法是利用化学物质与废水中磷形成难溶性沉淀物的原理。
常用的化学物质有铝盐、铁盐和钙盐等。
当这些化学物质加入废水中时,与磷形成沉淀,通过搅拌等方式使沉淀与废水充分接触,从而促进磷的沉淀效果。
生物吸附法是利用具有吸附能力的活性生物材料来吸附废水中的磷。
常用的生物吸附材料包括生物质炭、沸石和藻类等。
这些生物材料具有大量的微孔和化学吸附位,可以吸附磷离子。
生物脱磷法是利用磷酸盐微生物在废水处理过程中参与磷的生物转化和沉淀的原理。
一般采用的生物脱磷工艺有A2/O法、AO法和BPR法等。
这些工艺主要通过调节废水的氧化还原电位、碳氮比和通风量等条件,控制好微生物的生长繁殖,从而实现磷的生物转化和沉淀。
除了以上三种主要的除磷原理,还有一些其他的技术如膜分离法、吸附剂法和超声波法等也可以用于废水的除磷处理。
这些技术根据不同的原理和机制来实现废水中磷的有效去除,为保护水环境和可持续发展提供了有效的解决方案。
废水除磷方法废水中的磷是造成水质污染的主要原因之一,因此必须采取有效的方法来除去废水中的磷。
目前,常见的废水除磷方法包括化学法、生物法和物理法。
化学法是指利用化学试剂将废水中的磷沉淀或者结合在固体物质上,从而达到除磷的目的。
常见的化学法包括加入氢氧化铁、氢氧化铝等化学试剂,通过与废水中的磷发生化学反应,形成不溶性沉淀物,然后通过沉淀或过滤的方式将磷去除。
化学法除磷效果显著,但需要使用大量化学试剂,处理后的废水中可能含有较高的金属离子,对环境造成二次污染。
生物法是指利用微生物将废水中的磷转化成无机磷或有机磷,从而实现除磷的目的。
生物法主要包括生物吸附法、生物膜法和生物沉淀法。
其中,生物膜法是通过在填料上附着微生物膜,利用微生物对废水中的磷进行吸附和转化,达到除磷的效果。
生物法除磷过程中产生的污泥可以作为肥料利用,具有较好的资源化利用效益。
物理法是指利用物理手段将废水中的磷去除,常见的物理法包括沉淀法、膜分离法和吸附法。
沉淀法是通过改变废水的pH值或者加入沉淀剂,使废水中的磷发生沉淀,然后通过过滤或离心等方式将磷去除。
膜分离法是利用微孔膜或超滤膜将废水中的磷分离出来,达到除磷的目的。
吸附法则是利用吸附剂对废水中的磷进行吸附,然后将吸附剂与磷一起去除。
物理法除磷过程简单高效,但对设备要求较高,操作成本较大。
综合来看,不同的废水除磷方法各有优劣,可以根据具体情况选择合适的方法。
在实际应用中,也可以采用化学法与生物法、物理法相结合的方式,以达到更好的除磷效果。
同时,为了减少废水中磷的排放,还应该从源头上控制磷的输入,减少废水中磷的含量,从而降低废水处理的难度。
总而言之,废水除磷是一项重要的环保工作,需要采取科学有效的方法来处理。
希望随着科技的不断进步,能够研发出更加高效、环保的废水除磷方法,为保护水资源和改善环境质量做出更大的贡献。
废水除磷方法废水中的磷污染是当前环境保护领域中的一个重要问题。
过量的磷会导致水体富营养化,引发藻类大量繁殖,从而破坏水生态平衡,危害水质安全。
因此,寻找高效的废水除磷方法,对于改善水环境质量具有重要意义。
一、生物法。
生物法是目前应用较为广泛的一种废水除磷方法。
通过利用微生物降解废水中的磷,达到净化水质的目的。
生物法的优点是能够将磷转化为微生物体内的无机磷,从而实现磷的去除。
常见的生物法除磷技术包括生物吸附法、生物膜法、生物沉淀法等。
二、化学法。
化学法是另一种常用的废水除磷方法。
通过添加化学药剂,使废水中的磷形成难溶性沉淀物,从而实现磷的去除。
常用的化学法除磷技术包括铝盐、铁盐、钙盐等的添加沉淀法,以及氧化剂氧化法等。
三、物理法。
物理法是利用物理手段将废水中的磷去除的方法。
常见的物理法除磷技术包括沉淀法、过滤法、离子交换法等。
这些方法主要通过物理过程将废水中的磷去除,操作简单,效果稳定。
四、综合法。
综合法是将生物法、化学法和物理法相结合的一种废水除磷方法。
通过综合利用不同方法的优势,达到更好的除磷效果。
综合法需要根据不同的废水特性进行调整,具有较高的适用性和灵活性。
在选择废水除磷方法时,需要考虑废水的特性、处理效果、成本和操作难易度等因素。
不同的废水除磷方法适用于不同的废水处理工艺,需要根据实际情况进行选择和优化。
总的来说,废水除磷方法的选择需要综合考虑各种因素,采用合适的技术手段,才能有效地降低废水中磷的含量,改善水环境质量,保护生态环境。
希望通过不断的科研和技术创新,能够找到更加高效、环保的废水除磷方法,为人类创造更加清洁的水环境。
废水深度脱氮除磷技术近年来,随着我国经济的快速发展,大量处理不彻底的生化尾水排入河流、湖泊中,使水体中氮磷元素大量积聚,造成水体富营养化。
因此,废水的脱氮除磷深度处理十分必要。
常用的脱氮除磷深度处理技术主要有人工湿地法、吸附法、离子交换法、膜分离法、混凝沉淀法等。
在实际应用中,脱氮和除磷一般分开进行,采用不同的药剂进行混凝去除,导致处理系统的繁复和费用的增加。
沸石是自然界广泛存在的一种呈骨架状结构的多孔性硅铝酸盐晶体,具备较强的阳离子交换能力和物理吸附能力,可有效吸附去除污水中的氨氮和重金属离子。
十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)作为阳离子表面活性剂因其表面疏水长碳链的相互作用,可有效提高沸石对水中有机物和金属离子的去除效率。
此外,研究表明,稀土元素改性剂(如氧化镧、氯化镧)可以提高沸石对水中磷酸盐和氟的去除能力。
本研究选用人造沸石作为基体,利用HDTMA及氯化镧(LaCl3)溶液对其进行改性,使其在优秀的选择吸附作用外增加了同步脱氮除磷功能,为废水的深度脱氮除磷提供一种新方法。
一、实验部分1.1 材料、试剂和仪器人造沸石:国药集团生产,化学纯,20~40目,颗粒度≥70.0%,灼烧失量15.0%~30.0%,可溶性盐类质量分数≤1.5%,钙离子交换能力≥15.0mg/g。
HDTMA,LaCl3,NH4Cl,KH2PO4:分析纯。
实验验用水为去离子水。
梅特勒AL-204型电子天平:梅特勒-托利多公司;SHZ-82型气浴恒温振荡箱:江苏盛蓝仪器制造有限公司;75系列紫外-可见分光光度计:上海光谱仪器有限公司;DSX-18L型手提式高压蒸汽灭菌锅:上海申安公司;7310型pH计:德国WTW公司;S-3400NⅡ型扫描电子显微镜:日本Hitachi公司;miniX型比表面积测定仪:日本麦奇克拜尔公司;NicoletiS10型傅里叶变换红外光谱仪:ThermoScientific公司;X’TRA型X射线衍射仪:瑞士ARL公司;Pyris1型热重分析仪:美国PE公司。
常见废水除磷方法以及作用机理废水中的磷是一种常见的水质污染物,过量的磷会导致水体中富营养化,引发藻类大量繁殖,进而破坏水生态系统的平衡。
因此,废水处理中除磷是一个重要的环节,下面将介绍常见的废水除磷方法以及作用机理。
1.化学沉淀法化学沉淀法是目前最常用的废水除磷方法之一、通过加入化学沉淀剂(如氯化铝、聚合氯化铝等)使磷与金属离子反应生成难溶的磷盐沉淀,从而实现磷的去除。
其作用机理主要是利用化学反应改变磷的溶解度,使其从溶液中转化成固体沉淀,从而达到除磷的目的。
2.生物吸附法生物吸附法是使用具有高亲磷能力的微生物(如固氮菌、蓝藻等)或植物(如水稻、草等)吸附废水中的磷元素。
这些微生物或植物通常具有丰富的表面胞外多糖物质,可以通过静电作用、络合作用等与磷形成强结合,从而减少磷在废水中的浓度。
此方法的作用机理主要是通过生物体与磷之间的物理化学作用实现磷的去除。
3.生物处理法生物处理法是指利用活性污泥或特定微生物菌群进行废水处理,其中包括生物吸附、生物吸附和生物转化等过程。
生物处理法的除磷机理是通过微生物在氧化还原条件下,利用磷酸盐还原酶活性将废水中的无机磷转化为有机磷,然后通过生物菌群的附着、沉淀或生物组织吸附形式除去。
4.改性吸附剂法改性吸附剂法是利用特定吸附剂对废水中的磷离子进行吸附,从而实现废水除磷。
常见的吸附剂包括活性炭、陶瓷球、钢渣等。
这些吸附剂具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构,可以通过静电作用或吸附作用将磷离子从废水中去除。
5.膜分离法膜分离法主要包括微滤、超滤、逆渗透等技术,在除磷过程中主要是通过膜的选择性透过和拒除作用将废水中的磷分离出。
这些膜材料通常具有较小的孔径,可以有效拦截废水中的磷离子,从而实现磷的去除。
综上所述,常见的废水除磷方法包括化学沉淀法、生物吸附法、生物处理法、改性吸附剂法和膜分离法。
这些方法的作用机理不同,但都能有效地去除废水中的磷,达到净化水体的目的。
不同的除磷方法适用于不同的废水处理场景,选用合适的方法可以提高废水处理效果。
污水除磷方法
1、处理药剂
处理这类含有次磷酸盐的废水需要使用三种药剂
(1)专用除磷剂TM1171
该药剂为深灰色固体,80%以上可以溶解在水中;投加药剂可采用固体药剂直接投加,或配制成10%的水剂使用。
(2)27%~30%双氧水
(3)专用絮凝剂ST。
外观类似于聚丙烯酰胺,配制成0.3%的溶液备用。
配制时需要搅拌30分钟
2、投加专用除磷剂TM1171和30%双氧水量的计算
残留总磷控制在<0.5mg/l
TM1171药剂投加量(公斤/吨废水)= 总磷(mg/l)X 0.030
30%双氧水投加量(公斤/吨废水)= 总磷(mg/l)X 0.017
3、原水TP30--100PPM处理以后在TP 0.5PPM
他们还有一个废水是叫PX的阻燃剂,具体我不太清楚中文。
这种废水他们现在用芬顿方法要处理5-7次才能处理到3左右,然后再进生化处理。
他们的原水TP 180PPM左右,COD 1.7万PPM; 我们一次性能把处理到TP在0.5PPM以下,COD在1万左右。
废水脱氮除磷工艺
废水脱氮除磷工艺是一种用于处理含有高浓度氮和磷的废水的技术,旨在减少这些有害污染物的排放,以满足环保标准。
以下是常见的废水脱氮除磷工艺:
1.生物脱氮除磷工艺:
生物脱氮(BNR):生物脱氮是通过在废水处理系统中引入一些特定的微生物,将废水中的氮转化为氮气的过程。
这通常包括硝化和反硝化两个阶段,其中氨氮首先被氧化成亚硝酸盐,然后转化为氮气。
生物除磷(BPR):生物除磷是通过引入能够吸附磷的微生物,将废水中的磷物质吸附并沉淀出来的过程。
2.化学脱氮除磷工艺:
化学沉淀:添加化学药剂,如氧化铁、氧化铝等,与废水中的磷形成沉淀物,从而实现除磷的效果。
这一过程通常被称为磷酸盐的化学沉淀。
硝化-脱硝:使用化学方法将废水中的氨氮氧化成硝酸盐,然后再还原成氮气。
3.物理化学脱氮除磷工艺:
生物物理化学一体化工艺:将生物处理、物理处理和化学处理结合在一起,以提高脱氮除磷效果。
膜分离技术:利用膜过滤技术,如超滤、反渗透等,从废水中去除氮和磷。
4.湿地处理:
人工湿地:利用植物和微生物的协同作用,通过湿地过程去除废水中的氮和磷。
自然湿地模拟:模仿自然湿地的生态系统,利用湿地中的植物和微生物去除废水中的有机和无机污染物。
废水中去除磷的方法简介1、石灰除磷石灰除磷是投加石灰与磷酸盐反应生成羟基磷灰石沉淀,反应如下:CaO+H20=Ca(OH)2;10Ca2++6PO43-+20H-=-Ca10(OH)2(PO4)6↓要点:pH值控制在10.5~11.5,反应15min后,搅拌由快到慢,废水流速0.5~0.6m/s减少到0.1~0.2m/s,防止增大的絮体破碎,磷酸根全部生成羟基磷灰石。
加入PAM沉淀,再经过砂滤、活性炭吸附。
由于石灰进入水中,首先与碳酸根作用生成碳酸钙沉淀,然后过量的钙离子才能与磷酸盐反应生成羟基磷灰石沉淀,因此所需的石灰量主要取决于待处理废水的碱度,而不是废水的磷酸盐含量。
另外,废水中镁的含量也是影响石灰法除磷的因素,因为在高pH值条件下,可以生成Mg(OH),胶体沉淀,不但消耗石灰,而且不利于污泥脱水,其溶解度与pH值关系较大。
随着pH值的升高,羟基磷灰石的溶解度急剧下降,即磷的去除率迅速增加,pH值>9.5后,水中所有磷酸盐都转为不溶性的沉淀。
一般控制PH值在9.5~10之间,除磷效果最好。
对于不同废水的石页授加量,应通过试验确定。
2、铝盐除磷铝盐除磷常用药剂是硫酸铝和铝酸钠,pH值为6,其除磷反应式如下∶Al2(SO4)3·14H20+2H2PO4-+4HCO3-=2AlPO4+4CO2+3S042-+18H20Na2Al2O4+2H2PO4-=2AIPO4+2Na++40H-由上述反应式可以看出,投加硫酸铝会降低废水的pH值,而投加铝酸钠会提高废水的pH值,因此硫酸铝和铝酸钠分别适用于处理碱性废水和酸性废水。
铝盐的投加比较灵活,可以加在初沉池前,也可以加在曝气池中或在曝气池和二沉池之间,还可以将化学除磷与生物处理系统分开,以二沉池出水为原水投加铝盐进行混凝过滤,或在滤池前投加铝盐进行微絮凝过滤。
在初沉池前投加,可以提高初沉池对有机物的去除率;在曝气池和二沉池之间投加,渠道或管道的湍流有助于改善药剂的酒效果;在生物处理系统后投加,因生物处理对磷的水解作用可以使除磷效果更好。
实验室pac除磷操作步骤
实验室PAC除磷操作步骤如下:
1. 选取某工业园区的污水,将水样进行机械浓缩,产生污泥水混合液。
2. 对混合液进行沉降处理,得到上清液。
3. 选取低盐基度聚氯化铝(PAC)作为实验药剂,Al2O3含量为%,pH值为,盐基度为%。
4. 用分析天平称重,配制200mL溶液,Al物质的量浓度为/mL。
5. 取污泥水自然沉降后的上清液各1000mL,按照不同的n(Al):n(P)比例加入PAC,以200r/min搅拌5min。
6. 加入1mL浓度为1‰的PAM,以40r/min搅拌10min,静置30min 后取上清液测定总磷(TP)。
7. 按照《水和废水监测分析方法(第四版)》测定上清液的总磷。
请注意,实验室操作过程中需要遵守安全规定,确保实验环境的安全。
废水生物脱氮除磷原理
废水生物脱氮除磷是一种利用微生物代谢作用的方法,通过生物碳、氮、磷循环,去除废水中的氨氮和磷的过程。
其原理可以分为以下几
个方面:
1. 生物脱氮原理
废水中的氨氮通过硝化、反硝化等微生物代谢过程,最终转化为氮气
释放到大气中。
具体过程如下:
硝化菌利用氨氮和氧气生成亚硝酸盐,反应式为:NH4++2O2→NO2^-
+2H++H2O。
亚硝酸盐在氧气存在下被反硝化菌还原为氮气,反应式为:2NO2^-
+O2→2NO3^-。
2. 生物除磷原理
废水中的磷通过生物吸附、释放等方式去除。
具体过程如下:
生物体内的磷酸盐被菌体代谢,通过吸附释放等过程沉积到废水处理
系统,从而实现磷的去除。
同时,选择合适的填料并维持水体曝气,可以提高微生物的附着能力
和生长条件,使生物脱氮除磷效果更好。
3. 优化废水处理过程
为了使废水生物脱氮除磷过程更加高效、稳定,需要注意以下几个方面:
(1)控制废水中的C/N/P比例,一般适宜比例为100:5:1。
(2)生物反应器运行过程中,维持一定的曝气量,保证氧气充足。
(3)监测废水中的温度、pH、DO等关键参数,及时调整水质和操作
方式。
(4)在废水生物脱氮除磷过程中,加入一定的外源碳源和磷去除剂,
有助于提高去除效果。
废水生物脱氮除磷技术是一种效果良好、操作简单的处理废水的方法,具有很大的应用前景。
废水除磷方法废水中的磷污染是当前环境保护领域的一个重要问题,因为磷是导致水体富营养化的主要元素之一。
富营养化会引发水华爆发,导致水质恶化,对水生生物和生态系统造成严重危害。
因此,有效地除去废水中的磷成为了当前环境治理的重要任务之一。
本文将介绍几种常见的废水除磷方法,希望能对相关行业的从业人员和研究人员有所帮助。
一、生物除磷法。
生物除磷法是利用特定微生物的代谢作用将废水中的磷去除的一种方法。
这些微生物主要包括聚磷菌、硝化反硝化细菌等。
通过合理控制废水中的氧气和有机物质的供应,可以促进这些微生物的生长和繁殖,从而达到去除废水中磷的目的。
生物除磷法具有操作简单、投资成本低的优点,但对废水的水质和温度有一定要求。
二、化学除磷法。
化学除磷法是利用化学药剂与废水中的磷结合沉淀或发生化学反应,使其沉淀或转化为难溶性物质而达到除磷的目的。
常用的化学药剂包括氢氧化铁、硫酸铁、聚合氯化铝等。
化学除磷法除磷效果好,适用范围广,但操作复杂,药剂成本较高,且易产生二次污染。
三、物理除磷法。
物理除磷法是通过物理手段将废水中的磷去除的方法,主要包括沉淀法、过滤法和吸附法。
其中,沉淀法是通过调节废水的pH值、溶解氧和混凝剂的投加量来促使废水中的磷沉淀;过滤法是利用过滤介质对废水进行过滤,将废水中的磷截留下来;吸附法则是通过添加吸附剂,使废水中的磷被吸附到吸附剂表面而去除。
物理除磷法操作简单,无二次污染,但除磷效果较差,需要配合其他方法使用。
四、植物除磷法。
植物除磷法是利用植物的吸收作用将废水中的磷去除的一种方法。
通过人工建造湿地或者人工种植水生植物,使废水通过这些湿地或者植物根系时,植物吸收废水中的磷,从而达到除磷的目的。
植物除磷法具有除磷效果好、对水体生态影响小等优点,但需要较大的土地面积,并且对水质和气候有一定要求。
综上所述,废水除磷方法各有优劣,应根据不同的废水特性和处理要求来选择合适的除磷方法。
同时,也可以通过不同方法的组合应用,以达到更好的除磷效果。
污水处理中的化学除磷的工艺和方法磷的去除有化学除磷生物除磷两种工艺,生物除磷是一种相对经济的除磷方法,但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到l出水标准的要求,所以要达到稳定的出水标准,常需要采取化学除磷措施来满足要求;化学除磷是通过化学沉析过程完成的,化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂,其与污水中溶解性的盐类,如磷酸盐混合后,形成颗粒状、非溶解性的物质,这一过程涉及的是所谓的相转移过程,反应方程举例如式1;实际上投加化学药剂后,污水中进行的不仅仅是沉析反应,同时还进行着化学絮凝反应,所以必须区分化学沉析和化学絮凝的差异;FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl 式1污水沉析反应可以简单的理解为:水中溶解状的物质,大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程,絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程,所以絮凝不是相转移过程;在污水净化工艺中,絮凝和沉析都是极为重要的,但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果,而沉析则用于污水中溶解性磷的去除;如果利用沉析工艺实现相的转换,则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后,一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐,也会同时产生非溶解性的氢氧化物取决于PH值;另一方面,随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物,使稳定的胶体脱稳,通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体;最后通过固—液分离步骤,得到净化的污水和固一液浓缩物化学污泥,达到化学除磷的目的;根据化学沉析反应的基础,为了生成磷酸盐化合物,用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙熟石灰;许多高价金属离子药剂投加到污水中后,都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物;出于经济原因,用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+、Al3+和Fe2+盐和石灰;这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的;二价铁盐仅当污水中含有氧,能被氧化成三价铁盐时才能使用;Fe2+在实际中为了能被氧化常投加到曝气沉砂池或采用同步沉析工艺投加到曝气池中,其效果同使用Fe3+一样,反应式如式2、3;Al3++PO43-→AlPO4↓pH=6~7 式2Fe3++PO43-→FePO4↓pH=5~式3与沉析反应相竞争的反应是金属离子与OH的反应,所以对于各种不同的金属盐产品应注意的是金属的离子量,反应式如式4、5;Al3++3OH-→AlOH3↓ 式4Fe3++3OH-→FeOH3 式5金属氢氧化物会形成大块的絮凝体,这对于沉析产物的絮凝是有利的,同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒;需要注意的是有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的,但在分离时有机性胶体以及悬浮物的凝结在絮凝体中则是决定性的过程;沉析效果是受PH值影响的,金属磷酸盐的溶解性同样也受PH的影响;对于铁盐最佳PH值范围为~,对于铝盐为~,因为在以上PH值范围内FePO4或AIPO4的溶解性最小;另外使用金属盐药剂会给污水和污泥处理还会带来益处,比如会降低污泥的污泥指数,有利于沼气脱硫等;由于金属盐药剂的投加会使污水处理厂出水中的Cl-或SO2-4离子含量增加;如果沉析药剂溶液中另外含有酸的话,则需特别加以注意;投加金属盐药剂后相应会降低污水的碱度,这也许会对净化产生不利影响;当在同步沉析工艺中使用硫酸铁时,必须考虑对硝化反应的影响;另外,如果污水处理厂污泥用于农业,使用金属盐药剂除磷时必须考虑铝或者铁负荷对农业的影响;除了金属盐药剂外,氢氧化钙也用作沉析药剂;在沉折过程中,对于不溶解性的磷酸钙的形成起主要作用的不是Ca2+,而是OH-离子,因为随着pH值的提高,磷酸钙的溶解性降低,采用CaOH2除磷要求的pH值为以上;磷酸钙的形成是按反应式6进行的:5Ca2++3po43-+OH-→Ca5PO43OH↓ pH ≥ 式6但在pH值为到的范围内除了会产生磷酸钙沉析外,还会产生碳酸钙,这也许会导致在池壁或渠、管壁上结垢,反应式如式7;Ca2++CO32-→CaCO3 式7与钙进行磷酸盐沉析的反应除了受到PH值的影响,另外还受到碳酸氢根浓度碱度的影响;在一定的PH值惰况下,钙的投加量是与碱度成正比的;对于软或中硬的污水,采用钙沉析时,为了达到所要求的PH值所需要的钙量是很少的,具有强缓冲能力的污水相反则要求较大的钙投加量;化学沉析工艺是按沉析药剂的投加地点来区分的,实际中常采用的有:前沉析、同步沉析和后沉析或在生物处理之后加絮凝过滤;1前沉析前沉析工艺的特点是沉析药剂投加在沉砂池中,或者初次沉淀池的进水渠管中,或者文丘里渠利用涡流中;其一般需要设置产生涡流的装置或者供给能量以满足混合的需要;相应产生的沉析产物大块状的絮凝体则在一次沉淀池中通过沉淀而被分离;如果生物段采用的是生物滤池,则不允许使Fe2+药剂,以防止对填料产生危害产生黄锈;前沉析工艺如图2所示特别适合于现有污水处理厂的改建增加化学除磷措施,因为通过这一工艺步骤不仅可以去除磷,而且可以减少生物处理设施的负荷;常用的沉析药剂主要是生灰和金属盐药剂;经前沉析后剩余磷酸盐的含量为,完全能满足后续生物处理对磷的需要;2同步沉析同步沉析是使用最广泛的化学除磷工艺,在国外约占所有化学除磷工艺的50%;其工艺是将沉析药剂投加在曝气池出水或二次沉淀池进水中,个别情况也有将药剂投加在曝气池进水或回流污泥渠管中;目前很多污水厂都采用,如广州大坦沙污水处理厂三期就是采用的同步沉析,加药对活性污泥的影响比较小;3后沉析后沉析是将沉析、絮凝以及被絮凝物质的分离在一个与生物设施相分离的设施中进行,因而也就有二段法工艺的说法;一般将沉析药剂投加到二次沉淀池后的一个混合池M池中,并在其后设置絮凝池F池和沉淀池或气浮池;对于要求不严的受纳水体,在后沉析工艺中可采用石灰乳液药剂,但必须对出水PH值加以控制,比如采用沼气中的CO2进行中和;采用气浮池可以比沉淀池更好地去除悬浮物和总磷,但因为需恒定供应空气而运转费用较高;物理法、化学法、物理化学法、生物法1.物理法:1沉淀法,主要去除废水中无机颗粒及SS;2过滤法,主要去除废水中SS和油类物质等;3隔油,去除可浮油和分散油;4气浮法,油水分离、有用物质的回收及相对密度接近于1的悬浮固体;5离心分离:微小SS的去除;6磁力分离,去除沉淀法难以去除的SS 和胶体等;2.化学法:1混凝沉淀法,去除胶体及细;2中和法,酸碱废水的处理;3氧化还原法,有毒物质、难生物降解物质的去除;4化学沉淀法,重金属离子、硫离子、硫酸根离子、磷酸根、铵根等的去除;3.物理化学法:1吸附法,少量重金属离子、难生物降解有机物、脱色除臭等;2离子交换法,回收贵重金属,放射性废水、有机废水等;3萃取法,难生物降解有机物、重金属离子等;4吹脱和汽提,溶解性和易挥发物质的去除;4.生物法:有机物、氮磷、SS的去除;1活性污泥法,推流式活性污泥法、完全混合式活性污泥法、AB法、SBR及其变种工艺、氧化沟等;2生物膜法,生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、曝气生物滤池等;3厌氧工艺,厌氧滤器AF、厌氧流化床反应器AFB、上流式厌氧污泥床反应器UASB、厌氧颗粒污泥膨胀床反应器EGSB、厌氧内循环反应器IC、厌氧折流板反应器ABR等;4生物脱氮除磷工艺,A/O法、A/A/O工艺、A/O/A/O工艺、Bardenpho工艺、UCT及改良UCT工艺、短程硝化/反硝化工艺、同步硝化/反硝化工艺、短程硝化-厌氧氨氧化工艺、反硝化除磷工艺等;污水中的磷主要来自生活污水中的含磷有机物、合成洗涤剂、工业废液、化肥农药以及各类动物的排泄物;如污水没有完全处理,磷还会流失到江河湖海中,造成这些水体的富营养化;除磷方法可分为物化除磷法和生物除磷法及人工湿地除磷法;物化除磷法包括化学沉淀法、结晶法、吸附法;根据磷在污水中不同的存在方式,应采用不同的除磷技术;1 污水除磷方法1. 1 化学沉淀法化学沉淀法除磷的基本原理是通过投加化学药剂形成不溶性磷酸盐沉淀,然后通过固液分离将磷从污水中除去,根据使用的药剂可分为石灰沉淀法和金属盐沉淀法;化学沉淀法具有管理方便、占地面积小、投资省、处理效率高等优点,但化学沉淀法投加药剂费用太贵,且产生的化学污泥含水量大,脱水困难,难以处理,容易产生二次污染;根据加药点的不同,化学沉淀法除磷工艺可分为预沉淀、同步沉淀、后沉淀及两点加药工艺;这几种工艺可以结合应用,但要注意混合与反应条件,通过紊流扩散与混合作用会出现良好的沉淀效果;1. 2 结晶法在污水中,特别是城市污水厂剩余污泥处理后的上清液及养殖废水中,含有浓度较高的磷酸盐,氨氮、钙离子、镁离子及重碳酸盐碱度,通过人为改变条件提高pH值或同时加入药剂增加金属离子浓度,使不溶性晶体物质析出,主要是磷酸铵镁晶体与羟基磷酸钙;结晶法除磷效率高,出水水质好,当其他水质指标达到规定值时,出水可满足中水回用的要求;结晶法除磷使水中的磷在晶种上以晶体的形式析出,理论上不产生污泥,不会造成二次污染;结晶法除磷操作简单,使用范围广,可用于城市生活污水厂二级出水的深度处理、去除污泥消化池中具有较高磷浓度的上清液等;1. 3 吸附法吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面积的固体物质,通过磷在吸附剂表面的附着吸附、离子交换或表面沉淀来实现污水的除磷过程;吸附除磷的过程既有物理吸附,又有化学吸附;对于天然吸附剂主要依靠巨大的比表面积,以物理吸附为主,而人工吸附剂较之天然吸附剂孔隙率及表面活性明显提高,以化学吸附为主3 天然的吸附剂有粉煤灰、钢渣、沸石、膨润土、蒙托石、凹凸棒石、海泡石、活性氧化铝、海棉铁等;人工合成吸附剂在低磷浓度下仍有较高的吸附容量,有着巨大的优越性;现在已有Al,Mg ,Fe ,Ca , Ti ,Zr 和La 等多种金属的氧化物及其盐类作为选择材料;1. 4 生物除磷法在厌氧区无分子氧和硝酸盐,兼性厌氧菌将污水中可生物降解的有机物转化为VFAs 挥发性脂肪酸类,在厌氧条件下,聚磷菌吸收了这些以及来自原污水的VFAsVFAs 主要来自于污水中可生物降解的组分,生活污水中的VFAs 大约为总有机物的40%~50 %左右,将其运送到细胞内,同化成细胞内碳能源储存物PHB,所需能量来源于聚磷的水解及细胞内糖的酵解,并导致磷酸盐的释放;进入好氧状态后, 这些专性好氧的聚磷菌PAOs活力得到恢复,并以聚磷的形式摄取超过生长需要的磷量,通过PHB的氧化分解产生能量,用于磷的吸收和聚磷的合成,磷酸盐从液相中去除,产生的富磷污泥,通过剩余污泥排放,磷从系统中得以去除;反硝化聚磷菌DPB 能在缺氧无分子氧有硝酸盐环境下摄磷,反硝化除磷细菌DPB利用硝酸盐为电子受体,产生生物摄磷作用;在生物摄磷的同时,硝酸盐被还原为氮气,这使得摄磷和反硝化脱氮这两个不同的生物过程能够利用同一类细菌、在同一个环境中完成;1. 5 人工湿地法湿地对磷有很好的去除效果,理论上人工湿地对磷的去除是植物吸收、基质的吸附过滤和微生物转化三者的共同作用,各种附着生长和悬浮在水中的微生物,在生长繁殖过程中可以吸收和利用污水中的无机磷酸盐;部分研究发现:人工湿地植物根区磷酸酶活性与总磷的去除率相关性不是十分显着;也有研究表明,湿地生态系统中的磷主要被截留在土壤中,而在植物体内和落叶中很少,而且仅有少数的水生植物可以吸收磷,大多数种类植物的根部对磷的吸收能力较弱,所以植物和微生物对磷的去除起得作用不大,不是除磷的主要过程;所以最主要的是基质对磷的吸附和沉淀作用;一般湿地的除磷效率不是很高,在40 %~60 %之间;为了提高除磷效果,基质的选取有着重要的作用;目前常有的基质主要有:浮石、砂、活性多孔介质L ECA 、硅灰石和工业废弃物的高炉渣和石灰等;2 磷回收从磷的可持续发展、回收磷潜在的市场价值的角度来看,磷的回收势在必行;在目前对污水回收磷的研究与应用中,以鸟粪石形式回收磷的实例居多,其次是磷酸钙和磷酸铝;鸟粪石磷酸铵镁含有氮、磷元素,所以其回收必然会降低剩余污泥中的氮、磷含量,特别是对于磷元素的影响将非常明显;污水中氮磷比通常为8∶1 ,而鸟粪石中二者比例为1∶1,所以理论上回收鸟粪石可以使污水中的氮降低12. 5 % ;如图1 所示,在稳定区内Mg2 + ,NH4+ 以及PO4 3 - 浓度较低,浓度较高,其离子积大于溶度积,极易生成颗粒微小的晶体即化学沉淀,沉淀法形成的化学污泥含水率高,磷酸盐也难以达到太高的纯度,回收困难;两曲线之间的这个区称为亚稳区,这时Mg2 + ,NH+4 以及PO4 3 - 离子积小于浓度积,通常不会产生沉淀;若在反应器中投加晶种,则可以加快晶体成核速度,使其结晶于晶体表面,同时有利于晶体与水的分离,减少因晶粒微细所造成的随出水流失,以提高除磷效率与回收率;所要做的就是将反应控制在亚稳定区,这时磷酸铵镁反应处在结晶过程,晶体可以自发的析出到晶种上,以此实现磷的回收;目前荷兰开发出DHV —结晶法,南非开发了CSIR 流化床,日本有Kurita 固定床—结晶沉淀;另外,对污泥进行加热是一种实现磷回收的简单有效的方法,在70 ℃对污泥加热1 h ,能使生物固体中的聚磷酸盐大量分解释放,再加入氯化钙进行沉淀,能获得污泥中总磷的75 %左右;还可以利用具有高吸附能力的物质对磷吸附截留实现磷回收,反应所得混合物可以用来作肥料;3 结语随着时代的发展,污水除磷技术也在不断地进步,可以根据不同的条件,合理选择不同的除磷方法,以期达到最好的效果;当前,为了实现磷的可持续发展,有必要从现在起研发从污水或污泥中分离磷的技术,最大限度地实现污水磷回收;无论是应用广泛的化学沉淀法、生物处理法,还是日益受到重视的吸附法和结晶法,都存在各自的弊端,因此,还需进一步加强对除磷技术的基础研究,研制开发适合我国国情的新型除磷工艺。
废水除磷的基本原理废水除磷是指将含有高浓度磷的废水中的磷元素去除或转化为不易溶解的形式,以达到减少废水中磷污染物的排放的目的。
废水除磷的基本原理如下:1.化学沉淀法:化学沉淀法是废水除磷的传统方法之一、它通过添加适量的金属盐(如铁盐、铝盐)到废水中,利用金属盐与废水中的磷离子形成不溶性的磷盐沉淀物。
这些沉淀物可以通过沉淀、过滤等步骤进行分离和回收。
化学沉淀法适用于废水中磷浓度较高的情况。
2.生物吸附法:生物吸附法是利用特定的微生物或其他生物材料具有吸附磷的能力。
这些微生物或生物材料可以通过培养和繁殖得到,然后添加到废水中,吸附废水中的磷污染物。
生物吸附法相对于化学方法具有成本低、处理效果好等优点,因此在废水处理中得到了广泛应用。
3.活性炭吸附法:活性炭是一种具有高度孔隙结构和吸附能力的材料。
废水中的磷污染物可以通过活性炭的孔隙吸附作用被捕获并去除。
当活性炭吸附饱和后,可以通过热解或气体吹脱等方式恢复活性炭的吸附能力,实现磷回收。
4.含铁氧化物吸附法:含铁氧化物(如铁氧化铝、铁氧化锰等)具有很高的吸附磷能力。
废水中的磷污染物可以通过与含铁氧化物的表面作用而吸附在其上。
这种吸附作用可以通过调节废水中的pH值、含铁氧化物的溶解度和废水中的磷浓度等条件来实现。
5.高效生物脱磷法:高效生物脱磷法是利用特定的细菌(如含聚磷酸盐细菌)来进行废水除磷的方法。
这些细菌可以利用废水中的有机物作为电子供体,将废水中的磷转化为多聚磷酸盐的形式存储在细菌体内。
然后,通过一系列步骤将细菌和多聚磷酸盐从废水中分离并回收,实现废水除磷。
综上所述,废水除磷的基本原理可以通过化学沉淀法、生物吸附法、活性炭吸附法、含铁氧化物吸附法和高效生物脱磷法来实现。
不同的方法适用于不同的废水特性和处理要求,需根据具体情况选择合适的除磷方法进行处理。
废水除磷方法废水中的磷污染一直是环境保护的重要问题,磷是生态系统中的关键营养元素,但过量的磷会导致水体富营养化,引发藻类大量繁殖,造成水质恶化,危害生态环境和人类健康。
因此,有效的废水除磷方法显得尤为重要。
本文将介绍几种常见的废水除磷方法。
一、生物法。
生物法是利用微生物降解废水中的磷,常见的生物法包括生物吸附法、生物膜法和生物沉淀法。
其中,生物吸附法是利用微生物在生长过程中对磷的吸附作用来去除废水中的磷,生物膜法是通过在载体上生长的微生物膜将废水中的磷去除,生物沉淀法则是利用微生物产生的沉淀物将废水中的磷沉淀下来。
生物法除磷效果好,操作简便,成本低廉,是目前较为常用的方法之一。
二、化学法。
化学法是利用化学反应将废水中的磷转化成不溶于水的盐类沉淀物,从而实现磷的去除。
常见的化学法包括铁盐法、铝盐法和钙盐法。
这些方法都是通过向废水中加入相应的化学试剂,使磷与试剂发生反应生成沉淀物,然后通过沉淀分离的方式将磷去除。
化学法除磷效果明显,操作简单,适用于废水中磷浓度较高的情况。
三、物理法。
物理法是利用物理方法将废水中的磷去除,常见的物理法包括沉淀法和过滤法。
沉淀法是通过在废水中加入沉淀剂,使磷形成沉淀物,然后通过沉淀分离的方式将磷去除;过滤法则是通过过滤介质将废水中的磷去除。
物理法操作简单,无需加入化学试剂,对废水中的其他成分影响较小,但除磷效果相对较差。
综上所述,废水除磷的方法有生物法、化学法和物理法三种。
在实际应用中,可以根据废水的特性和磷的浓度选择合适的除磷方法,也可以采用多种方法的组合进行除磷,以达到更好的除磷效果。
在进行废水处理时,除磷工作的重要性不言而喻,只有有效去除废水中的磷污染,才能保障水体的健康和生态的平衡。
希望本文介绍的废水除磷方法能为相关领域的工作者提供一些参考和帮助。
除磷方式整理*废水除磷1.化学凝聚沉淀法除磷化学法除磷是向污水中投加化学药剂,使水中磷酸根离子生成难溶性盐,形成絮凝体后与水分离,从而去除污水中的磷.化学凝聚沉淀法[2-3]使用的化学沉淀剂一般是铁盐、亚铁盐、铝盐、石灰和镁盐等.铁盐或铝盐分散于水体时,Fe”(或Fe2+)或A13+水解同时发生聚合反应,生成多羟基络合物。
当水中存在磷酸盐时,铁铝的羟基化合物表现出良好的除磷效果.石灰因廉价而且易于控制,通常用来去除废水中的磷,石灰与水中磷酸盐反应,生成羟基磷灰石沉淀,实现磷的去除.2.强化生物除磷(EBPR)系统EBPR的作用机制国际上目前普遍认可和接受的生物除磷理论是PAOs的摄/放磷原理.EBPR是在厌氧/好氧交替运行条件下,活性污泥中的聚磷微生物被选择并生长为优势种群的过程。
厌氧阶段,PAOs利用分解胞内聚磷(同时释放磷)产生的能量吸收污水中的有机物(主要是短链脂酸),并在胞内合成PHA;好氧阶段,PAOs利用分解胞内PHA产生的能量吸收磷,通过排泥达到去除污水中磷的目的。
EBPR工艺产生了富磷活性污泥,这些污泥一部分作为接种污泥被循环回厌氧反应器,另一部分则作为剩余污泥被排出。
EBPR工艺在正常运行后便可以取得高效稳定的除磷效果。
从类型上讲,无论采用连续式的推流反应器还是使用SBR反应器,都可以完全达到本工艺的要求。
3.人工湿地除磷技术人工湿地系统是一种经济且技术质量要求低的环境污染控制工艺,目前主要用于污水处理。
在湿地系统内生长有大量水生植物,某些情况下也存在陆生植物。
湿地系统的净化能力是多方面的:首先体现在植物的过滤和吸收能力上,湿地系统中的植物,特别是大型水生植物,其淹没或半淹没的根系对污水具有过滤作用,当入流废水从一端缓慢地流到另一端时,水生植物能够截留悬浮固体降低COD,是良好的大型生物过滤器;其次氮、磷是植物生长的营养物质,湿地中的植物会通过根系吸收利用污水中的氮、磷元素,从而进一步减少了污水中的污染物;再次,湿地系统的净化能力又体现在微生物对污染物质的降解上,在淹没于污水的植物根系中,附着生长着大量的微生物,它们能够有效地将污水中不易被植物吸收利用的污染物质降解为能够被吸收的营养物质,从而促进了污水的净化效果。
除磷是指从废水、废气、废渣等中去除磷元素。
磷是一种重要的营养元素,但过多的磷排放会导致水体富营养化,引发蓝藻水华等环境问题。
因此,除磷技术对于环境保护和水质改善至关重要。
本文将介绍一些常见的除磷方法,并讨论其优缺点。
一、生物法1. 植物吸收法:利用植物的吸收能力,通过植物去除废水中的磷。
常用的植物包括菖蒲、香蒲等。
该方法具有成本低、操作简单等优点,但对植物种类和生长环境有一定要求。
2. 微生物法:利用微生物的代谢作用将废水中的磷转化为无机磷沉淀物,如磷酸钙等。
该方法具有高效、可控性好等优点,但需要一定的培养条件和控制参数。
二、物理法1. 化学沉淀法:通过加入化学药剂使磷形成固体沉淀物,如铁盐、铝盐等。
该方法适用于高浓度磷的处理,具有除磷效率高、操作简单等优点,但药剂使用量大,产生的废渣需要进行处理。
2. 离子交换法:利用离子交换树脂对废水中的磷进行吸附交换。
该方法具有高效、可再生等优点,但需要定期更换和再生离子交换树脂。
三、化学法1. 化学氧化法:利用氧化剂将废水中的有机磷氧化成无机磷,如过氧化氢、臭氧等。
该方法具有高效、速度快等优点,但对氧化剂的选择和控制有一定要求。
2. 共沉淀法:通过加入适当的药剂,使废水中的磷与其他物质共同沉淀下来,如铁盐、铝盐等。
该方法具有除磷效果好、操作简单等优点,但需要考虑药剂的选择和废渣的处理。
四、膜分离法利用微滤膜、超滤膜、反渗透膜等膜分离技术,将废水中的磷分离出来。
该方法具有高效、节能等优点,但对膜材料的选择和维护有一定要求。
除磷方法的选择应根据具体情况进行,综合考虑其除磷效果、成本、操作难易度等因素。
同时,除磷过程中产生的废渣也需要进行合理处理,避免对环境造成二次污染。
在实际应用中,可以采用多种方法的组合,以达到更好的除磷效果。
此外,随着科技的发展,新的除磷方法也在不断涌现,为解决除磷难题提供了更多可能性。
废水除磷方法目前,污水除磷的方法有化学沉淀法、电解法、微生物法、水生物法、物理吸附法、土壤处理法和膜技术处理法等。
其中吸附法以其容量大、耗能少、污染小、去除快和可循环等优点,在除磷方面得到了广泛的应用。
用单一材料直接吸附磷的研究已经成熟,现在的主要研究方向已经转为对材料进行改性后用于磷的吸附研究,改性材料的吸附研究方兴未艾。
1 吸附法除磷研究现状1.1 活性炭近年来对活性炭用于吸附的研究,大多以改性的方式出现,通过增强活性炭的化学吸附能力来提高除磷效果。
含铁活性炭有很好的吸附磷效果,Zhengfang Wang等对比含铁活性炭(AC-Fe)和含铁氧化活性炭(AC/O-Fe)后发现,通过硝酸氧化的活性炭(AC/N-Fe)可搭载更多的Fe,从而在活性炭表面形成大量的活性位点,得到了比AC-Fe更高的磷吸附效果。
其中AC/N-FeⅡ和AC/N-FeⅢ的吸附过程主要以表面吸附和颗粒内扩散为主,且AC/N-FeⅡ较AC/N-FeⅢ颗粒内扩散能力强,活化能更高,因此综合研究表明:AC/N-FeⅡ对磷吸附效果优于AC/N-FeⅢ。
ACF-La的吸附磷能力会因溶液中存在NO3-、SO42-、CO32-而变差。
ACF-LaOH吸附磷的主要机理是配体交换、静电作用和Lewis酸碱反应。
pH增加会减弱配体交换和静电作用的能力,而增强Lewis酸碱反应的能力,致使综合吸附量减少。
Jianyong Liu等研究ACF-LaFe吸附磷发现,ACF-LaFe带有大量净正电荷,使得其最大吸附容量高于ACF-LaOH,室温下最大吸附容量可达29.44 mg/g,共存阴离子对吸附磷有不利影响,顺序为:F->SO42->NO3- >Cl-。
1.2 生物质生物质主要指自然界中一切有生命的可以生长的有机物质。
用于吸附工程的有机物质及其废弃物就是生物质吸附剂。
生物质吸附剂具备以下优点:材料成本低、分布广;孔隙率高,表面积大;表层含有较多羟基,改性简单,与磷酸根离子反应的活性较高;在水中不溶解,易分离。
近年来研究的生物质吸附剂有软体动物壳、蛋壳、甘蔗渣等。
Wanting Chen等在研究用牡蛎壳吸附初始质量浓度为10 mg/L的磷时发现,反应温度从20 ℃升到30 ℃和壳粒径从590 μm降到180 μm,都会增大牡蛎壳的吸附容量,牡蛎壳有丰富的吸附位点,并且比大多数吸附剂更环保。
T. Köse等用焙烧废蛋壳(CWE)吸附磷时发现,CWE对磷的吸附去除率在pH 为2~10时都能大于99%,并得到吸附剂的最佳投加质量浓度为2 g/L;其他阴离子的存在对CWE吸附磷的影响不大,吸附磷后的CWE 由于含有大量钙、镁和磷,可用作肥料和土壤改良剂;附着氢氧化铁的废蛋壳吸附磷的速率很快。
W. Carvalho等研究改性甘蔗渣吸附磷的效果发现,附着Fe2+的甘蔗渣(0.06 mol/g)比不附着Fe2+的甘蔗渣在吸附磷的效率方面提高了45%,羧甲基改性的甘蔗渣附着Fe2+的浓度比未改性的甘蔗渣提高了80%,只需要对原材料做稍微的化学改性,磷吸附性能就能得到大大的优化。
1.3 金属(氢)氧化物1.3.1 金属氧化物金属氧化物具有表面积大、羟基团众多和选择吸附性高的优点。
氧化铁吸附磷主要通过球面的静电吸附和球内络合的化学吸附。
磁性氧化铁纳米粒子在磷的初始质量浓度为2~20 mg/L、吸附剂投加质量浓度为0.6 g/L、反应时间为24 h时,得到磷最大吸附容量为5.03 mg/g,在pH=11.1时,吸附容量则急剧下降到0.33 mg/g。
L. Rodrigues等研究水合氧化锆吸附磷时发现,温度由25 ℃升至65 ℃时,吸附容量则由53 mg/g升至67 mg/g,且在12 h达到吸附平衡,在pH=12时能解吸约74%的磷。
氧化锆纳米粒子吸附磷的速率很快,在pH=6.2时可达最大吸附容量为99.01 mg/g,是吸附容量最高的吸附剂之一,高浓度的共存阴离子对磷的吸附影响很小,吸附的最适pH 为2~6,吸附容量在pH超过7时急剧下降。
1.3.2 水滑石黄中子等在研究MgAl-CO3水滑石吸附磷时发现,当磷的初始质量浓度在25~100 mg/L时,30 min内即可达到吸附平衡,磷的去除率超过99%。
MgAlZr-CO3水滑石对磷的选择吸附性很高,吸附溶液中离子的排序为HPO42->>SO42->Cl-、NO3-,这是由于磷酸根离子直接与层间Zr(Ⅳ)离子发生了络合反应。
孙德智等研究ZnAl-2-300水滑石吸附磷的效果发现,污泥脱水液的温度从25 ℃升到30 ℃时,水滑石的磷吸附容量明显增加,水温继续升至50 ℃时,水滑石吸附容量又降至25 ℃时的水平。
焙烧ZnAl水滑石会增大表面积和增加孔隙率,焙烧温度为300 ℃时除磷效果最佳,600 ℃时变成尖晶石从而减小了表面积。
胶体水滑石纳米片在pH为4.5~11内的除磷效果较好,吸附磷后的吸附剂可用作普通海藻石莼的生长肥料。
1.4 硅基介孔分子筛Dandan Li等研究粉煤灰一锅法制备MCM-41吸附磷发现,在pH=10时MCM-41-CFA-10有最大的空隙体积0.98 cm3/g、最高的比表面积1 020 m2/g和最低的n(Si)∶n(Al),并在25 ℃时有64.2 mg/g的吸附容量,比SBA-15的53.5 mg/g、MCM-41的31.1 mg/g和硅藻土的62.7 mg/g都要大。
Jianda Zhang等在研究载镧二氨基改性的MCM-41吸附磷时发现,该吸附剂的吸附速率和吸附容量都很高,最大吸附容量为54.3 mg/g,pH 3.0~7.0为吸附反应最适的pH,溶液中Cl-和NO3-的存在对除磷影响很小,而F-和SO42-的存在则影响明显。
J. Choi等对比纯的、氨基官能化的和共缩合的SBA-15发现,它们的最大吸附容量分别为2.018、59.890、69.970 mg/g,内孔表面附着的氨基带来的强化学亲和力是较纯SBA-15吸附容量更高的原因。
1.5 黏土矿物黏土矿物是组成黏土岩和土壤的主要矿物。
它们是一些含铝、镁等为主的含水硅酸盐矿物,是各类土壤和沉积物的主要成分,其结构特征是一种含水的层状结构。
常用于吸附工程中的黏土矿物有高岭石、膨润土、蛭石、凹凸棒土和鹿沼土等。
翟由涛等研究经盐酸和煅烧改性的高岭土对磷的吸附效果发现,盐酸改性的高岭土表面积会增大,从而大量的Al、Si等活性点位暴露,吸附磷能力变强,质量分数为9%的酸改性的高岭土在磷的初始质量浓度为20 mg/L的25 mL溶液中时吸附磷效果最佳,去除率为81.8%,500 ℃煅烧改性的高岭土中Al元素表现出最佳的活化状态,对溶液中磷的去除率可达99.5%。
S. Gupta等对比未改性、煅烧改性和酸改性的高岭石发现,酸改性的高岭石是这其中吸附磷容量最大的,投加少量的高岭土能大量减少溶液中的磷酸盐。
K. Reitzel等用镧改性的膨润土吸附淡水和咸水中的磷发现,pH超过8.1时,该膨润土和磷的结合能力受到较大影响,由于硬水中CO32-溶度较高,这种影响在硬水中表现得更为明显。
王峰等用盐酸和煅烧法改性膨润土吸附磷的研究发现,改性膨润土的除磷效果随酸浓度的增加而增加,500 ℃煅烧改性的膨润土在磷初始质量浓度为10 mg/L、pH=9时对磷的去除率可达92.77%,0.47 mg/L的剩余磷质量浓度已达到废水综合排放的一级A标准。
Weiya Huang等研究用La(OH)3改性的剥离蛭石吸附磷时发现,蛭石在25 ℃时有最大吸附容量,为79.6 mg/g,用该改性蛭石对2 mg/L低浓度磷酸盐的二级出水进行处理,10 min即可达到97.9%的除磷率,使磷的质量浓度降到了50 μg/L以下,溶液中F-、Cl-、NO3-、SO42-的存在对除磷影响可以忽略不计,但0.1 mol/L的CO32-存在会使磷的去除率下降到54.3%。
J. Xie等研究煅烧温度对凹凸棒土吸附磷的影响时发现,在200~900 ℃的煅烧温度中,700 ℃煅烧的凹凸棒土有最大吸附容量,为5.2 mg/g。
Shengjiong Yang等研究鹿沼土对磷的吸附实验发现,吸附过程中前110 min进行快反应,110 min之后到超过24 h为慢反应,最大吸附容量为2.13 mg/g,由于吸附的最佳pH=6,则鹿沼土对废水中磷的吸附一般无需调节pH。
1.6 其他除了上述几类吸附剂外,铁矿、石墨烯和凝胶等也可以作为除磷的吸附剂。
M. Mallet等研究水铁矿对磷酸盐的吸附实验发现,在pH=4时得到最大吸附容量,为104.8 mg/g;而在pH=7时的吸附容量也有77.8 mg/g。
该吸附剂可直接用于市政污水(pH 6.5~7.3)的处理,溶液中Cl-、NO3-、SO42-的存在对除磷的影响很小。
邵鹏辉等研究磷在磁铁矿-针铁矿混合相上的吸附时发现,在初始磷质量浓度为51.8 mg/L、pH=2和磁铁矿-针铁矿混合相投加质量浓度为10 g/L时,磁铁矿-针铁矿对溶液中磷的去除率达到了94.16%。
在初始磷质量浓度为100 mg/L和温度为30 ℃时,石墨烯对磷的吸附容量达到了89.37 mg/g。
T. Singh 等用吸附了Cu的水凝胶无需任何处理直接用于吸附磷的研究发现,在pH=6.1时该凝胶有最大磷吸附容量87.62 mg/g,共存阴离子对除磷影响的顺序为C5H7O5COO->SO42->HCO3->Cl->NO3-,前两者影响较大,后两者影响较小。
2 结语相比其他除磷技术,吸附法除磷具有容量大、耗能少、污染小、去除快和可循环等优势,但其自身也存在许多不足之处:共存离子对改性活性炭除磷影响显著;生物质的吸附容量较小;pH的变化对金属氧化物吸附容量影响很大;几种特定的阴离子对硅基介孔分子筛影响较大;黏土矿物普遍存在吸附容量小的缺陷。
因此,在以后的吸附法除磷研究中,主要有几个方面值得深入探究:(1)要兼顾以上不足之处选择合适的改性方法;(2)对改性的吸附原理研究,目前的研究多注重去除效果,缺乏系统全面的描述除磷原理和过程的理论及模型;(3)研究吸附剂的后续处理,不注重吸附磷后的后续处理,往往会带来二次污染,不利于环保,可以把废料开发为植物肥料或土壤改良剂等。
随着吸附剂改性的发展和理论的研究深入,吸附法在废水除磷和治理富营养化水体中必定会发挥重要作用。