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| 磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐研究 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2013-12-05 20:36:09 浏览次数： |
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磷(P)是藻类生长所必需的营养元素之一。人类所产生的含磷废水如果不加处理直接排入水体会导致水中磷质量浓度过高，会促进水中藻类的过度繁殖，从而引起水体的富营养化。传统的含磷废水处理方法包括化学沉淀法和生物法。化学沉淀法是利用铁盐、铝盐或石灰等化学药剂与磷酸盐生成沉淀而达到去除目的。化学沉淀法除磷存在的主要缺陷包括操作麻烦、化学药剂的成本高以及会产生较多的化学污泥等。生物法除磷存在的主要缺陷包括工艺流程复杂、管理要求高以及出水水质不稳定等。因此，研究开发新型的高效经济废水除磷技术以替代传统的化学沉淀法和生物法，对于水体的富营养化防治而言是非常必要的。近年来，利用容易获得且成本低廉的固体材料去除水中的磷酸盐已经引起了研究人员的广泛关注。方解石是晶体属三方晶系的碳酸盐矿物，容易获得且成本低廉。相关研究已经证明方解石可以有效去除水中的磷酸盐。当水中磷质量浓度较低时，方解石与磷酸盐之间的反应机制为表面吸附作用。当水中磷质量浓度较高时，方解石与磷酸盐之间的反应机制开始时为表面吸附作用，随后为磷酸钙沉淀作用。方解石除磷后的产物可以被直接用作酸性土壤的肥料。方解石除磷后的产物亦可以被再次用于水中磷酸盐的去除。但是，目前国内外对方解石除磷后的产物去除水中磷酸盐的各种影响因素尚缺乏足够的了解和认识。
上海大学林建伟等使用磷酸盐溶液和方解石之间的反应得到方解石去除水中磷酸盐后的产物，即磷酸盐改性方解石，通过实验对比分析了方解石和磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除动力学，并考察了磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐的各种影响因素。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力明显优于方解石。当反应时间为2h时，实验条件下磷酸盐改性方解石对水中磷的去除率达到 72%，而方解石对磷的去除率仅为35%。当pH为5-7时，磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力较高；当pH 由7增加到10h，对磷酸盐的去除能力略微下降；当pH由10增加到12h，对磷酸盐的去除能力急剧下降。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的单位去除量随初始磷质量浓度的增加而增加。过高的初始磷质量浓度会导致磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除率过低。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力随反应温度的升高而增加。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除动力学可以较好地采用准二级动力学模型加以描述。水中共存的钙离子有利于磷酸盐改性方解石对磷酸盐的去除，而水中共存的碳酸氢根离子抑制了磷酸盐改性方解石对磷酸盐的去除。磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐的主要机制是磷酸钙沉淀作用。磷酸盐改性方解石不仅会为磷酸钙沉淀反应的异质成核提供核心，促进磷酸钙沉淀的形成，而且当水处于对方解石不饱和状态时会溶解释放出可溶性钙，为磷酸钙沉淀的形成提供钙源。上述结果表明，方解石去除水中磷酸盐后的产物可以被再次用于水中磷酸盐的去除，并且对磷酸盐的去除效果优于原始的方解石。
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