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CPB改性沸石对磷酸盐的吸附-解吸性能研究

信息来源:潍坊沸石生物技术开发中心 作者:

 

  采用溴化十六烷基吡啶 (CPB)对天然沸石进行改性,并考察了CPB改性沸石对磷酸盐的吸附-解吸性能。结果表明,CPB改性沸石对磷酸盐具备一定的吸附能力,且吸附行为满足 Langmuir等温吸附模型;粒径、改性剂投加量、反应温度、pH值及共存阴离子等因素均会影响CPB改性沸石对磷酸盐的吸附能力;减小粒径和降低反应温度均有利于CPB改性沸石对磷酸盐的吸附去除;粒径≤0。18 mm CPB改性沸石吸附磷酸盐较优的改性剂投加量为250 mmol/kg;当溶液的初始pH值位于4~10之间时CPB改性沸石对磷酸盐的吸附能力随pH值的增加而增强;SO42-的存在会明显降低CPB改性沸石对磷酸盐的吸附效率,而提高溶液的pH值有助于消除SO42-存在对CPB改性沸石吸附磷酸盐的负面影响;HCO3-的存在会一定程度上抑制CPB改性沸石对磷酸盐的吸附去除,而提高溶液的pH值无法消除HCO3-存在对CPB改性沸石吸附磷酸盐的负面影响;CPB改性沸石吸附磷酸盐后一定条件下可以重新解吸出来,且随着解吸液SO42-浓度的增加解吸率明显增大。

  磷不仅是引起地表水体富营养化的重要因素,而且还是一种不可再生而又面临枯竭的重要资源。磷回收一方面可以降低污水磷的排放浓度,另一方面可以获得宝贵的磷资源,是可以实现环境效益和经济效益双赢的好方法。污水磷回收方法主要包括磷酸铵镁结晶法、磷酸钙结晶法及吸附法。磷酸铵镁和磷酸钙结晶属于沉淀-溶解平衡反应,需投加的金属离子浓度通常要远远大于磷酸根离子浓度,这容易造成经济上的浪费,且磷酸铵镁和磷酸钙结晶过程的反应条件控制亦较为复杂。吸附法则具备除磷快速高效、工艺简单、运行可靠、经济且对低浓度含磷溶液回收率高等优点,近年来已经引起了许多科研工作者的关。天然沸石是自然界广泛存在的一种呈骨架状结构的多孔性铝硅酸盐晶体,具备较强的阳离子交换能力和物理吸附能力,可以有效吸附去除污水中的氨氮。而天然沸石对磷酸盐的吸附能力却较差,难以有效吸附去除污水中的磷。采用阳离子表面活性剂对天然沸石进行改性,可以提高沸石对磷酸盐的吸附能力,且吸附磷酸盐后的阳离子表面活性剂改性沸石是一种极具潜力的缓释磷肥。