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石英砂负载氧化铁吸附除磷研究1 施周，许光眉，邓军 湖南大学土木工程学院水工程与科学系，长沙（410082 ） 摘 要：研究考察了石英砂负载氧化铁（IOCS ）在不同的实验条件下（pH, 吸附时间，背 景离子等）对磷的吸附效果。结果表明：在中性条件下，IOCS吸附除磷效果最佳；准二级 反应动力学模型及Langmuir等温吸附模型可分别较好地描述磷的吸附动力学及吸附等温线 实验结果；锑与磷在IOCS上产生明显的竞争吸附。再生实验表明：采用0.1mol·L-1 的NaOH 溶液可以使得IOCS再生，且再生次数对吸附容量影响不大。 关键词：负载型氧化铁，磷，吸附，解吸，再生 中图分类号：X131 磷是造成水体富营养化的重要因素，富营养化会造成水体含氧量急剧下降，藻类的大量 繁殖，增加水处理的难度和成本。因此废水除磷以及磷的回收是近年来水处理研究的一个重 点和难点。生物法和化学沉淀法是目前应用最为广泛的除磷除方法[1-3] ，生物法除磷效率有 -1 限，出水磷含量一般为1mg•L 左右，而且二沉池有磷的释放，难以完全达到国家污水厂排 放一级标准（0.5 mg•L-1 ）。化学沉淀法药剂投加量大，大量含磷污泥的产生，导致处理成本 提高，而且不利于磷的回收。吸附法除磷效率较高，通过一定的再生剂再生，可以重复利用， 为污水深度处理提供一种新的途径。常用的吸附剂有；羟基氧化铁[4] [5] ，针铁矿 ，二氧化钛 [3] [6,7] ，活性氧化铝 等,但是此类吸附剂多为粉末状，虽然比表面积大，有利于磷的吸附，但 是固液分离困难，不利于磷的回收以及吸附剂的再生。氧化铁颗粒具有较高的比表面积以及 表面电荷，在石英砂表面负载氧化铁（iron oxide coated sand,简称IOCS ），不仅保留了石英 砂滤料的过滤截留功能,而且在石英砂表面增加了活性吸附位，在过滤的同时吸附水中污染 物。已有许多研究表明IOCS对水中的金属离子以及腐殖酸均有良好的吸附效果[8,9] 。目前， 采用IOCS吸附除磷的研究尚未见报道，在常规污水处理工艺流程的二沉池后增加吸附滤池， 可以提高污水处理水质。本研究采用小试摇床实验考察IOCS吸附除磷的效果以及影响因素。 1. 材料与方法 [10] IOCS 的制备方法参照文献 。筛取直径为0.71mm ~1.0mm的石英砂滤料用作实验，先 用pH=1 的HCl溶液浸泡24h，待双蒸水洗净后，在110℃下烘干。取一定量 Fe(NO ) •9H 0溶 3 2 于100ml 双蒸水，与200g石英砂混合，充分搅拌，置于110℃的烘箱中烘干，冷却后，用双 蒸水洗去未负载的氧化铁颗粒，直至出水清澈，pH为中性，继续在110℃下烘干，装入聚乙 烯瓶中备用。本研究所采用的药剂均为分析纯。 本实验采用磷酸二氢钾(KH PO )和双蒸水配制含磷原水，并调节一定的pH 和背景离子 2 4 强度。移取40mL 含磷溶液与2.0g IOCS 混合装入50mL 塑料离心管中，封好，置于恒温培 养箱中在20 ℃下振摇一定时间，取上清液用0.45µm 膜过滤后采用钼酸铵分光光度法测定剩 余的P 浓度。 2. 结果与讨论 2.1 pH值的影响 本实验考察了溶液不同pH值（4 －9 ）对IOCS 以及未负载石英砂(raw quartz sand, 简称 1本课题得到教育部博士点基金（No:20030537370 ）的资助。 -1-