粉煤灰陶粒对废水中磷酸盐的吸附试验研究

摘要:以粉煤灰为主要原料制成粉煤灰陶粒,研究其对废水中磷酸盐的去除情况.同时,考察了影响粉煤灰陶粒吸附磷酸盐的主要因素及平衡吸附量,并对其进行吸附等温模型拟合分析.结果表明,粉煤灰陶粒对磷酸盐的去除率随粉煤灰陶粒投加量的增大而增加,较高的磷酸盐初始浓度可以加快磷酸盐的吸附.在较宽pH(4～10)范围内,均能呈现较好的磷酸盐去除效果,且当pH为自然值(约为6.0)时,吸附效果最佳.粉煤灰陶粒对磷酸盐的吸附是一个缓慢的吸附过程,12h内可达到吸附平衡,该吸附过程符合伪二级动力学方程.粉煤灰陶粒对磷酸盐的吸附符合Langmuir等温模型.随着温度的升高,粉煤灰陶粒的最大吸附饱和量(Qmax)逐渐减小,温度为15、25、35℃时,粉煤灰陶粒的最大吸附饱和量分别为0.7903、0.7426、0.6111mg·g-1.粉煤灰陶粒吸附磷酸盐后在一定条件下可以重新解吸出来,且随着解吸液(NaOH)浓度的增加解吸率增大. 

关键词:粉煤灰,陶粒,废水

磷是富营养化水体中藻类生长繁殖的重要元素，疯长的藻类死亡后成为细菌的营养，大量繁殖的细菌会释放毒素并耗尽水体中的氧，从而引起鱼类病变死亡，最终会严重威胁生物体的生存与人类健康． 目前，国内外采用的除磷方法主要包括化学法、生物法和吸附法． 常规生化污水处理及强化生物除磷工艺很难保证出水中的磷达到排放标准( GB18918—2002 一级 A) ，往往需要物化除磷( 丁文明等，2003) ，但此方法存在化学药剂费用高、化学污泥难以处置等问题． 

为此，研究人员一直在寻求经济有效的除磷方法，其中，吸附法被认为是一种能够较好地适用于宽浓度废水除磷的方法( 王宇等，2008; 朱润亮等，2006) ，该方法主要是将吸附剂与废水混合，或让废水通过由颗粒状物质组成的滤床，使废水中的污染物质吸附在多孔物质的表面或被过滤． 而应用吸附法处理废水的关键在于寻找吸附容量大、吸附速度快、原料经济易得的吸附剂( Urano，1991) ．粉煤灰作为热电厂燃煤锅炉排放的固体废物，年排放量达 1 亿多吨，除了部分用于建筑、交通、土壤改良等方面外，还有相当多的粉煤灰采用就地堆积的方法处理，极易造成环境污染 ( 相会强等，2005) ． 

粉煤灰中含有大量 Si、Al 的活性点，且比表面积大，具有较强的吸附能力． 因此，可利用粉煤灰作为主要原料，通过添加粘土和外加剂的方法在高温下烧结成粉煤灰陶粒． 与传统的粘土陶粒和页岩陶粒相比，粉煤灰陶粒不仅原料低廉易得，而且对污水中污染物质具有较好的去除效果． 如 Zhao( 2009 ﹚等研究了污泥粉煤灰陶粒( sludge-fly ashceramic particles，SFCP) 和粘土陶粒 ( clay ceramicparticles，CCP) 用作曝气生物滤池中填料处理市政污水的效果，结果发现，在水力停留时间分别为1. 5、0． 75 和 0． 37 h 的情况下，SFCP 对 COD 和NH+4-N 的去除效果都要比 CCP 高 10% 左右; 薛金风等( 2006) 用 2% 无机造孔添加剂、50% 粉煤灰和48% 粘土烧制得到了一种强度高、比表面积大( 15. 91 m2•g－ 1) 的滤料

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