论文部分内容阅读
为了解决含磷废水污染问题,本文对多种吸附除磷材料进行优化筛选,并对优选的焙烧态钙镁铝基层状复合金属氢氧化物（LDHs）的制备工艺及其除磷性能展开深入研究,以开发一种高效吸附除磷材料,该研究具有一定的理论意义和实际工程应用价值。（1）通过静态吸附实验对钢渣及改性钢渣、造纸白泥及改性造纸白泥以及焙烧态钙镁铝基LDHs的除磷效果进行了对比研究,制备时混合金属盐溶液中钙镁铝金属摩尔比为5:1:2的钙镁铝基LDHs（CMA-0.83）呈现水铝钙石结构,其焙烧产物相较于其它材料具有更好的除磷效果,焙烧态钙镁铝基LDHs是一种优良的吸附除磷材料。（2）通过静态吸附实验并结合XRD、SEM、FT-IR微观分析对优选的焙烧态钙镁铝基LDHs的制备工艺、除磷的影响因素、吸附除磷性能、除磷机理和解析再生性能进行了研究,结果如下:1)CMA-0.83的最佳制备条件为共沉淀反应温度为65℃、共沉淀反应pH为10,该条件下制备的CMA-0.83晶相单一,具有良好的层状结构。并通过焙烧对其进一步活化改性,随着焙烧温度的升高,活化后的除磷效果先升高后降低,当焙烧温度为600℃时,CCMA-0.83-600形成了Ca12Al14O33、MgO、CaO矿物相,磷去除率可以达到99.75%,对磷具有优良的吸附去除效果。2)通过单因素实验和正交实验确定了CCMA-0.83-600处理含磷废水的主要影响因素为吸附剂投加量、初始磷浓度与初始pH,吸附反应的最佳初始磷浓度与吸附剂投加量分别为100mg/L、0.08g,最佳pH为4,在pH为3-8的范围内都能保持较高的吸附量,常见阴离子对磷酸根吸附的抑制能力随其所带电荷数目和离子浓度的增加而增加。3)CCMA-0.83-600对磷酸根的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附以化学吸附为主,吸附符合Langmuir等温吸附模型,15℃、25℃、35℃下的饱和吸附量分别为130.79mg/g、149.91mg/g、161.66mg/g,吸附为自发的吸热反应,升高温度有利于吸附的正向进行,吸附过程中体系的混乱度增加,有序性降低。CCMA-0.83-600对磷酸根的吸附机理主要为物理吸附、阴离子插层、离子交换、表面配合和化学沉淀等综合作用。4)利用10%的Na2CO3溶液对载磷CCMA-0.83-600的解析效果最好,解析再生后的磷吸附量为首次的87.98%,解析再生后的磷吸附量随着解析再生次数的增加逐渐降低,最佳解析再生次数为3次,3次解析-再生-吸附后的累计磷吸附量为356.86mg/g。上述研究成果为CCMA-0.83-600用于处理含磷废水提供了理论依据,CCMA-0.83-600是一种优良的处理含磷废水的吸附材料,值得大力推广应用。该论文有图42幅,表19个,参考文献78篇。