论文部分内容阅读
选取牡蛎壳、鸡蛋壳、粉煤灰、火山岩、炉渣五种材料为吸附剂去除污水中的磷。通过吸附动力学、等温吸附实验及吸附热力学实验研究了对含磷废水吸附特征及其吸附机理的初步探讨；另外考察了废水浓度、废水初始pH、材料投加量及材料粒度对其吸附除磷效果的影响；最后通过吸附磷形态的分析及吸附前后元素含量的对比进一步对几种材料的吸附机理进行探讨。准二级吸附动力学能够较好的描述几种吸附材料的除磷过程。实验表明初始磷浓度越低,达到吸附平衡时间越短,而升高反应温度能够缩短吸附平衡时间；等温吸附实验表明Langmuir、Freundlich和D-R等温吸附模型均能够很好地拟合牡蛎壳和粉煤灰对磷的等温吸附特征,鸡蛋壳等温吸附过程不符合Langmuir等温吸附方程,Freundlich及D-R模型能较好地描述鸡蛋壳的除磷特征,Freundlich比Langmuir和D-R等温吸附模型更好地描述炉渣的等温吸附特征。且牡蛎壳、粉煤灰、炉渣和火山岩对磷的理论饱和吸附量大小为：牡蛎壳>粉煤灰>炉渣>火山岩；吸附热力学实验表明几种吸附材料的吸附热力学特征：牡蛎壳、鸡蛋壳、粉煤灰、炉渣均为自发的吸热反应,而火山岩在实验条件下对磷的吸附过程不是自发的,且低温条件下为放热反应(<25℃),高温条件下属于吸热反应(>25℃)。废水pH对材料吸附除磷效率的考察表明：粉煤灰除磷效率不受pH影响；牡蛎壳、鸡蛋壳、火山岩以及炉渣的除磷效率随pH值增大而降低。牡蛎壳和鸡蛋壳除磷效率基本不受材料粒度的影响,而火山岩和炉渣的除效率随材料粒度减小而提高。牡蛎壳、鸡蛋壳、火山岩对磷的单位平衡吸附量随材料用量的增加而减少,粉煤灰和炉渣对磷的单位吸附量随材料用量的增加呈现先增加后减少的趋势。通过吸附活化能及吸附磷形态分析的实验得出几种材料的除磷机理为：(1)牡蛎壳和鸡蛋壳主要是以化学沉淀为主的化学吸附去除污水中的磷；(2)粉煤灰在初始磷浓度较低时,主要以粉煤灰中含有的Ca等元素与磷生成难溶性化合物来除磷,初始磷浓度较高时,吸附过程主要以磷酸盐吸附扩散到粉煤灰的微小孔隙中的物理吸附为主。(3)火山岩在反应温度较低条件下以物理吸附除磷作用为主,温度较高时,则以化学吸附为主。(4)炉渣靠物理吸附作用去除污水中的磷。