【摘 要】
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磷在水体中造成的水体富营养化及磷资源紧缺等问题亟需解决。吸附法可以与生物除磷法共同作用,解决了生物法出水不稳定的弊端,也避免了化学除磷法产生过多剩余污泥的问题。水凝胶亲水性好,可通过功能设计引入基团,增强吸附磷的能力,又可通过控制其形状大小,达到与污水分离的目的。氧化石墨烯的加入可弥补水凝胶机械强度差的缺点。镧对磷具有较强亲和力,且其存在能对生物的生长有一定影响。本研究以碳酸镧、氧化石墨烯、海藻酸
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磷在水体中造成的水体富营养化及磷资源紧缺等问题亟需解决。吸附法可以与生物除磷法共同作用,解决了生物法出水不稳定的弊端,也避免了化学除磷法产生过多剩余污泥的问题。水凝胶亲水性好,可通过功能设计引入基团,增强吸附磷的能力,又可通过控制其形状大小,达到与污水分离的目的。氧化石墨烯的加入可弥补水凝胶机械强度差的缺点。镧对磷具有较强亲和力,且其存在能对生物的生长有一定影响。本研究以碳酸镧、氧化石墨烯、海藻酸钠为原料,通过Ca CO3+HCl成孔的辅助合成了大孔镧基水凝胶（CH-La SA）,考察了其对磷的吸附能力和吸附机理,研究了其对SBR反应器中活性污泥的影响。CH-La SA水凝胶吸附剂呈灰黑色球型,有较强的机械强度,属介孔材料,可对磷酸盐成功吸附;CH-La SA水凝胶吸附剂对磷的最大吸附容量可达到231.6 mg P/g;吸附容量在p H=2-8的过程中,随p H的上升而增加,p H继续上升时,吸附容量略有下降;共存阴离子与磷酸盐竞争吸附的影响不大,对其吸附能力影响程度的大小依次为:Si O32->SO42->CO32->NO3->Cl-,Si O32-的存在可导致吸附能力产生20%的下降,可能是因为硅酸盐易与镧形成合物;伪二级动力学模型能够更好的描述动力学实验结果,证明化学吸附是CH-La SA吸附剂吸附磷酸盐过程中主要限速步骤;CH-La SA水凝胶在0.1mol/L的HCl条件下脱附效果最好,吸附容量可达最初的63%,仍有利用价值,可降低吸附剂使用的经济成本。在SBR反应器系统中,吸附剂的投加对出水中COD、NH4+-N、TN及p H无明显影响,对出水中TP有明显降低,投加吸附剂后各项出水指标均符合排放一级A标,10 mg/L吸附剂投加量组有最好的出水效果;吸附剂的投加直接导致胞外蛋白的大量分泌,反应器运行平稳后有证据表明20 mg/L投加量及以下的吸附剂的存在刺激了蛋白的增长,胞外多糖浓度一直无明显变化;低剂量的投加对污泥形态无明显影响,还可促进污泥的增长,改善污泥絮凝和脱水性能,提高污泥中有机质含量,提高污泥中的磷含量,有利于磷的去除和再利用,高剂量的吸附剂会导致污泥松散,对污泥生长产生一定程度的负面影响,对于本实验中设计的SBR反应器,10 mg/L的投加量为除磷效果最好的投加量。
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