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采用废弃热力贴(一种贴式取暖物)资源化制备除磷吸附剂,系统地表征了该吸附剂的主要物理化学性质,绘制了其吸附等温线,就其吸附过程的热力学、动力学进行了研究。在此基础上,对吸附除磷效果随pH的变化规律、不同磷浓度下zeta电位随pH的变化规律、不同pH下吸附除磷效果随离子强度的变化规律等进行了研究,以期进一步明晰吸附的机理。最后采用实际含磷废水验证了其处理实际废水的能力。具体结论如下:(1)主要物化性质:化学元素分析表明,废弃热力贴资源化制备的吸附剂,主要化学成分为铁元素,含少量的Si,Al,Mg等元素;比表面积测试及粒径分析结果表明,所制备吸附剂的比表面积为98.3m2/g,平均粒径为510nm;经XRD和FTIR图谱综合鉴定该吸附剂的主要物相为磁铁矿-针铁矿混合相(Magnetite-GoethiteMix,下文以MGM简称),同时FTIR图谱解析发现,该吸附剂具有表面羟基化的特征;表面zeta电位分析发现,该吸附剂为可变电荷表面,pH较小时(小于5.7),吸附剂颗粒表面带正电荷;pH较大时(大于5.7),吸附剂表面的电荷渐变为负电荷。(2)吸附行为研究结果表明:当初始溶液pH为2时,随着温度从15℃提高至40℃,磷的最大吸附量qm由10.53mg/g增大至13.35mg/g;磷在MGM上的吸附等温线符合Langmuir方程,其吸附历时曲线遵循准二级动力学模型,初始吸附速率h随着反应温度的上升从6.74增至8.22mg/(g·h),说明提高温度能加快磷在MGM上的吸附;磷在MGM表面吸附的热力学参数表明,该吸附过程是自发、吸热的,并且溶液中的磷倾向于优先选择在MGM表面吸附。(3)吸附机理研究发现:磷在MGM上吸附量随溶液pH值增大而减少,在溶液初始pH值介于27时,反应后pH都有不同程度增长,说明MGM在吸附过程中具有羟基释放特征;当初始pH值710时,反应后pH呈现出下降趋势,这是pH值升高阻碍了外层络合物向内层络合物快速转化,从而羟基释放减少,以至于不能中和MGM表面金属水解所释放的H+,所以反应后溶液pH下降。MGM的pHIEP(等电点)为5.7,当MGM吸附磷后,其pHIEP向左发生了明显的偏移,pHIEP向左偏移说明磷在MGM的Stern紧密层发生了阴离子专性吸附,即生成了内层络合物;在含磷体系中,MGM的pH-zeta曲线变化趋势表现出先急速下降,后缓慢探底的变化趋势,这是由磷在MGM表面吸附行为的转变所致;在pH=2,6时,离子强度变化对磷的去除率影响不大,然而在pH=10时,磷的去除率随离子强度增大呈上升趋势,这也说明了随着pH值增大,磷的去除率受离子强度影响增强;Fe3+与SCN-显色实验表明,MGM表面直接沉淀的生成;磷在MGM上的吸附受溶液pH值主导,pH值较低时,内层络合,静电吸引,表面直接沉淀等驱动磷在MGM上的吸附;pH值较高时,静电吸引渐变为静电排斥,内层络合有减弱趋势,不利于磷的吸附,而内层络合共吸附,表面间接沉淀促进了磷的吸附,但两者作用的综合结果表现为除磷效果下降。(4)实际废水吸附实验表明:当实际废水溶液pH=2,MGM的投加量为10g/L时,去除率可达94.16%,同时也说明MGM适合处理低pH高磷废水。