维普资讯 http://www.cqvip.com 羹ｌ 一 中国高新拽术企业 使用活化赤泥去除废水中磷的研究 ◇文／陈男 李燕中 【摘要】 吸附作用是影响废水中磷的迁移转化的重要反应过程。目前关于废水中磷的吸附研究主要集中 在吸附剂的类别及其有效性方面，而研究赤泥对废水中磷的吸附行为的影响，可以为解决水体富营养化问题 提供理论指导，本文旨在通过吸附实验揭示赤泥经不同方法活化后对水中磷吸附行为的影响及其机制。 【关键词】活性赤泥 吸附作用 污水除磷 １引盲 测定反应温度对赤泥吸附Ｐ的影响：选择ｐＨ＝７。温度分别为 １５、２０、２５、３Ｏ、３５℃，振荡时间为４ｈ，其他方法同上。 ３、３数据测定方法 随着工业的飞速发展，供水紧张和污水净化成为世界面临的主 要难题之一，尤其是水体的富营养化现象更引起世界各国的注意。 而吸附方法除磷是目前最有前途的脱磷方法之一，吸附作用是影响 （１）ｐＨ值测定方法：测定缓冲液的温度，调节酸度计按钮至缓冲 土壤和水体中磷的迁移转化及生物有效性的重要反应过程。早在 液温度值；根据温度从说明书上查找在特定温度下响应缓冲溶液的 １９１６年，Ｒｕｓｅｌｌ和Ｐｒｅｓｃｏｔｔ就已经开始使用Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ方程来描述磷 ｐＨ值；调整仪器，用校正按钮（标定）调节ｐＨ缓冲溶液４．０８的ｐＨ 的等温吸附过程，我国在这方面的研究还仅仅有１Ｏ余年的历史，理 值至特定温度下缓冲液的ｐＨ值．用斜率按钮调节ｐＨ缓冲液９．１８ 论体系和技术方法都不甚完善。有关这方面的研究还有待于进一步 的ｐＨ值至特定温度下缓冲液的ｐＨ值．在将复合电极插入两种缓冲 的开展。 液中时需要用蒸馏水将其清洗干净，并用滤纸吸干。标定完成后不 可再动校正按钮和斜率按钮，然后测定水样的ｐＨ值，注意温度按钮 （２）磷酸盐测定方法：抗坏血酸法（钼锑抗比色法）按照国家环 ２吸附法除磷作用机理 在吸附除磷的固液反应中所提到的吸附概念，可以涵盖固体表 应与水样的温度一致。必要时调节。 面的物理吸附、离子交换形式的化学吸附以及固体表面沉积过程。 物理吸附仅发生在固液界面，根据分子间的相似相容原理，其作用 保局颁布的“水和废水监测方法”规定，采用ＨＰ一８４５３分光光度计测 力为分子间力。物理吸附的特点为多层吸附，无严格的饱和吸附量， 定磷的浓度。采用钼锑抗分光光度法测定Ｐ０４一Ｐ，该方法最低检测 吸附等温线较符合Ｆｍｅｎｄｌｉｃｈ方程。化学吸附和离子交换可能是固 浓度为０．０１ｍｇ／Ｌ，测定上限为０．６ｍｇ／Ｌ。样品测定时，要选择合适的 液表面的单层反应，也可能是固体内部一定深度的表层反应，一般 稀释倍数，使被测样品颜色深度在标线以内。 能近似符合单层吸附假设．吸附等温线较符合Ｌａｎｇｉｎｉｕｒ方程。吸附 除磷的实际过程既包括物理吸附，又包括化学吸附。 ３实验部分 ３．１实验样品 ４实验结果与讨论 ４．１反应时间对赤泥吸附磷的影响 在吸附实验的初始阶段，赤泥对磷的去除量随着反应时问的延 长而迅速提高。在４ ｈ左右去除量达到最大，此后趋于稳定，说明吸 附基本达到平衡。再延长反应时间，去除量不再增加。 机理：可以认为赤泥去除磷时具有相对快速吸附的初始阶段，此 而导致去除量在达到最大后又略有下降，随着时间的推移，磷从赤 泥的表面层向赤泥晶格中阳离子周围的空洞扩散而逐渐达到稳定， （１）酸洗赤泥：选用经０．２５ＭＨＣ１酸洗过的赤泥样品。 （２）焙烧赤泥：选用经７００℃高温焙烧后的赤泥样品。 样品。 ３．２静态吸附法 （３）热酸化赤泥：选用８Ｏ℃温度下和０．２５ＭＨＣ１酸洗后的赤泥 时磷快速吸附在固液界面，但由于吸附不牢固，磷可能解吸出来，从 在不同初始浓度下进行赤泥吸附磷实验，在静态试验中取一系 去除量增长缓慢。由此可知反应时间为４ｈ为四种赤泥除Ｐ的最佳 列初始浓度的磷溶液，考察当反应达到平衡状态时磷在固液相之间 时间。 分布情况。实验数据用Ｌａｎｇｉｎｕｉｒ吸附等温线拟合．得到赤泥不同活 化处理条件下的吸附等温线。 ４．２ ＰＨ值对赤泥吸附磷的影响 根据实验结果可知焙烧赤泥在ｐＨ从１增加到７过程中，吸附量 测定反应时间对赤泥吸附Ｐ的影响：取赤泥样品０．０５ｇ。放人 快速增加，之后随ｐＨ增大，吸附量保持一定，在ｐＨ为７时基本能达 ２５０ｍｌ锥形瓶中。分别加入１００．０ｍｌ浓度为５ｍｇ／Ｌ的Ｐ溶液。以０．０１ 到最大吸附量。而其他三种赤泥的变化趋势比较接近，在ｐＨ＝７时原 ｍｏｌ／Ｌ的ＫＣ１作批次实验的电解质溶液．用Ｉ ｍｏｌ／１ ＨＣＩ和１ ｍｏｌ／１ 状赤泥、焙烧活化、酸活化和热酸活化赤泥去除的磷分别是７．４、 ＮａＯＨ调节溶液的ｐＨ＝７，在２５士１℃的恒温条件下往复振荡０．５、 ９．９７、７．０和９．６７ ｍｇ／ｇ，分别相当于７４％、９９．７％、７Ｏ％和９６．７％的去 １、４、８、１２、１８、２４ｈ后离心分离１５ ｍｉｎ（４０００ｒ／ｍｉｎ），取上清液用分光 除效率。光度计分析溶液中残留的磷浓度，并测定吸附后溶液的ｐＨ值，３次 重复取平均值。 ７、９、１１，温度为２５士１℃，振荡时间为４ｈ，其他方法同上。 机理：以三氧化二铝为例，三氧化二铝是两性化合物；当溶液的 ｐＨ值小于８．１时，ＡＩ（ＯＨ） 不能与颗粒表面分离，所以带正电，反离 ｆ１ 转８４页） 测定ＰＨ值对赤泥吸附Ｐ的影响：选择ｐＨ值分别等于１、３、５、 子为ＯＨ一离子：当溶液ｐＨ值大于８．１时，ＡＩ（ＯＨ）２一与颗粒表面不能 一８１— 维普资讯 http://www.cqvip.com 工图纸的审查。完成了对作业人员的技术交底工作。 ３．５施工准备管理 土建由于基础利旧，需钻孔植筋，除预备足够的钻孔设备外，另 考虑预备螺栓重新套丝的设备，以防螺栓丝扣破坏。考虑螺栓完全 项目部严格执行项目组提出的工程指导思想“九分准备、一分 损坏的技术预案。为抢出管道施工的时间，能够预制的管道均考虑 施工”，做好工程的准备工作：审查设计、编制施工方案、完成按照施 离线预制。准备好雨天施工的劳防用品，考虑可能出现的雨季时间 工方案在停产前实施项目，完成施工作业队伍选择，人员办理各类 过长。做好设备出现问题处理的施工准备（作业人员及工器具）。 手续，教育培训培训完毕后，对作业人员进行考核，合格的作业人员 才能进入施工现场。 ３．６施工技术研发 ３．８安全管理 严格执行经几方多次讨论形成的高炉大修安全管理实施方案， 严格执行分包队伍人厂资质审查管理制度；人员入场安全教育及配 案及检查计划；施工安全许可确认制度；安全监控制度等；将重要的 理、总工程师牵头，对结构设备的状态进行确认，最终由项目总工程 ３．９质量管理 结合工程快速大修的特殊性，由项目部组织各专业分公司，对 发作业卡流程：特种作业人员、特种设备现场准入制度；重点专项方 工程中与常规不同的工程施工技术进行了深入的研究： 的措施，设备快速拆除措施，结构快速拆除措施。 式，模块化施工措施，设备安装模块化施工措施。 喷煤框架设备快速拆除措施：包括煤粉制备系统提前拆除保证生产 结构设备拆除安全作为第一位来控制，拆除吊装前，由项目安全经 喷煤框架设备快速安装措施：包括框架结构保证快速安装的连接方 师下达起吊指令。喷煤系统快速调试措施：包括系统的分解措施，以便尽快进入设备 的调试．为系统的整体试车创造条件措施。 确保工程的主体质量始终处于受控状态，为此，明确了结构、设 备、电气仪表、管道工程的安装质量控制点，在施工中始终不放松对 喷煤系统拆装施工安全措施：包括各平台拆除割点，吊点，设 关键部位的质量监控，实现重大质量问题为零的目标。通过这些管理措施的实施，宝钢二号高炉的煤粉制喷系统自 备与平台的连接点．吊点，各层平台同时作业安全措施，夜间施工照 明措施 ２００６年６月９日正式开始施工至２００６年１１月２０日联试结束，仅用 创造了一项新的纪录。 这些措施在施工准备阶段分别在图纸设计中，施工方案编制中 ５个月的时间就完成了一套大型高炉煤粉制喷系统的拆除与新建，予以详细体现。 ３．７紧急预案管理 （作者单位系中冶天工上海十三冶建设有限公司） ．－４－－．．＋＊＋。＋ ＋－＋。＋－＋－＋”＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋一＋－＋－＋－＋－＋－＋一＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋。＋－＋。＋。＋。＋。＋。＋ ＋。＋。— ’＋ （上接８Ｏ页） 通过实验表明，其电路的共模抑制比可达９３ｄＢ，可满足实际应用的 ｌ，电波形。 时间常数各自为Ｏ．３３ｓ和３．５８。利用Ｒｌｌ和Ｒ１２的分压，取前一组Ｒ 要求。在心电信号的实测中，可检出信噪比较好的 ｔ波的８０％作为后一组的检出阀值，通过比较器后检出Ｒ波，然后可 通过单稳电路进行整形处理。 ２ 实验结果及讨论 实验采用ＡＤ６２０作为放大 器的核心元件．其他运放采用 参考文献 ［１］姜苇，李刚，虞启琏等．新型高共模抑制比生理电信号前置放大 器设计的研究Ｕ］ 仪器仪表学报，２００３，２４（４）：１８４～１８６． ［２］赵崇侃．双时值ＱＫＳ波检出电路Ｕ】．中国医疗器械杂志，１９９５，１９ （３）：１５８～１６０． ［３］甘心照．常用医疗诊断电子仪器【Ｍ】．南京大学出版社１９９０年 １０月 ＬＦ３４７。取放大器的隔直电路的高 通截止频率为０．０５Ｈｚ，Ｒｇ取 ４９．５ｎ，使放大增益为１００ｏ。低通 滤波的截止频率设置为１００Ｈｚ。 （作者单位系江西医学院上饶分院、上饶师范学院） ・＋－＋－＋－＋－－４－－－－－卜－－４－－－－－卜－－—卜－ ＋－＋－－４－－－＋一＋－＋－＋－＋－ ＋－＋－＋一＋－＋－＋－＋－－４－－． ｆ上接８１页） （２）根据吸附时间对赤泥吸附磷酸盐的影响可知，在４ ｈ左右去 分离。而带负电，反离子为Ｈ＋离子；当溶液的ｐＨ值等于８．１时，颗 除量达到最大，此后趋于稳定，说明吸附基本达到平衡。再延长反应 粒表面呈电中性状态，这种状态称等电状态，此时的ｐＨ值称等电 时间．去除量不再增加。（３）根据ＰＨ值对赤泥吸附磷酸盐的影响可知，焙烧赤泥在ｐＨ ｐＨ值，以ｐＨｉｅ表之，它与矿物的种类有关。Ａｌ２０３的ｐＨｉｅ为８．１， ＦｅａＯ３的ｐＨｉｅ为７．１。Ｆｅ２Ｏｓ与水作用后的情况与Ａ】２０３类似。这种水 从１增加到７过程中。吸附量快速增加，之后随ｐＨ增大，吸附量保 解过程影响了赤泥在水溶液中的ｐＨ值，进而反映在对磷的去除能 持一定，在ｐＨ为７时基本能达到最大吸附量。而其他三种赤泥的变 力上。 ４ ３温度对赤泥吸附磷的影响 化趋势比较接近，并且都是在ｐＨ为７时达到最大吸附量。 （４）根据温度对赤泥吸附磷酸盐的影响可知，温度在２５℃附近 温度在２５℃附近时，活化赤泥和原状赤泥对Ｐ的去除率都达 时，改性赤泥和原状赤泥对磷酸根的去除率都达到最好，之后随温 到最好．之后随温度的升高去除率有所下降。 度的升高去除率有所下降。 机理：由于吸附是一个放热过程，根据平衡移动原则，温度升高不利 参考文献 于吸附。因此要提高吸附效果，可以在较低温度下进行，而一定的温 『１１邵林广等 控制除磷在水体富营养化控制中的作用 度又可以保持赤泥中离子的活性。由此可以看出，室温或者接近室 『２１赵关芝．几种土壤和粘土矿物上磷的解析．土壤学报，１９９８，２５ 温的常温对赤泥，尤其是改性赤泥的吸附是较为有利的。 ５结论 （作者单位系１中国地质大学（北京）水资源与环境学院 ２中国科学院生态环境研究中心） （１）赤泥对磷酸盐的吸附是通过物理吸附和化学吸附的协同 作用来完成的。 ——８４——
