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水资源不足和水污染加剧越来越普遍地困扰着我国许多城市国民经济的发展。因过量的营养盐类物质(氮、磷)进入水体而造成水体富营养化,给水污染控制和人民生活带来严重的影响。 建筑垃圾中的水化水泥颗粒含有丰富的钙、铝和铁等金属氧化物,是一种潜在的磷吸附材料。本文着重围绕pH和竞争性离子等对水化硅酸盐水泥颗粒吸附磷酸盐行为的影响、脱附以及吸附剂再生等问题探讨了水化水泥颗粒作为一种新型、廉价、高效的磷吸附剂的可行性,并确定了相应最佳运行条件和再生方法。 研究结果如下: 1、水化水泥颗粒对氨氮有一定的吸附效果,吸附作用较弱,但是由于水化产物中碱度物质的强烈释放作用,利于氨氮以分子态形式从水中逸出。 2、pH值对水化水泥颗粒吸附水体中的PO43-存在一定的影响,在pH值较低的溶液中,水化水泥颗粒的吸附效果更好,水化水泥颗粒吸附剂更适合应用于偏酸性的污废水。 3、共存竞争性阴离子对水化水泥颗粒吸附水体中的PO43-影响不一致,其中Cl-在中低浓度时对吸附过程有促进作用,但是当Cl-达到300mg/L后,促进作用反而下降;SO42-和NO3-对水化水泥颗粒吸附水体中的PO43-无显著影响;HCO3-与PO43-共存时,会对PO43-发生竞争,导致PO43-的吸附量下降。 4、用Al2(SO4)3、FeCl3、Fe2(SO4)3、MgCl2对水化水泥颗粒进行改性后,其对PO43-的吸附量都有显著的增加,硫酸铝和氯化镁改性效果最好。但经过改性的水化水泥颗粒会引起溶液浊度的显著增加,而硫酸铝对浊度无显著的影响。故硫酸铝最适合用作水化水泥颗粒的改性。 5、伪一级、伪二级、Elovich、内扩散、Boyd动力学拟合动力学拟合结果表明经铝盐和铁盐改性的水泥颗粒吸附PO43-时,颗粒内扩散为限速步骤,经氯化镁改性后的水泥颗粒吸附PO43-时,膜扩散为限速步骤。 6、吸附饱和水化水泥颗粒在用HCl和NaOH脱附时,HCl脱附效果较好,但接触时间是影响脱附率的重要因素,在1h时其脱附率达到最大,为80％。 7、对吸附饱和水化水泥颗粒进行反复再生,发现再生3次后吸附量是最初改性的水化水泥颗粒的55.6%,为13.9mg/g,仍大于未改性水化水泥颗粒的吸附量。 8、对水化水泥颗粒的脱附和再生进行了成本核算,结果显示水化水泥颗粒用作磷酸盐吸附剂具有成本优势。