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锰砂,海绵铁金属多孔滤料除磷技术实验研究

作者来源:gysxlc       发布时间: 2017-11-10 9:01:29    标签:海绵铁;海绵铁多孔金属滤料;海绵铁滤料;锰砂;锰砂滤料;吸附;含磷废水
导读:
锰砂、海绵铁金属多孔物质对含磷废水的处理结果表明:在最佳试验条件下,海绵铁与锰砂的混合物对磷的吸附容量>9.0mg/g,磷的去除率在89%以上。

砂、海绵铁金属多孔滤料除磷技术实验研究

关键字:海绵铁;海绵铁多孔金属滤料;海绵铁滤料;锰砂;锰砂滤料;吸附;含磷废水
   锰砂、海绵铁金属多孔物质滤料对含磷废水的处理结果表明:在最佳试验条件下,海绵铁滤料与锰砂滤料的混合物对磷的吸附容量>9.0mg/g,磷的去除率在89%以上。

1、试验方法
 1.1静态法
 量取一定量模拟废水(用化学试剂KH2PO4配制而成)于三角烧瓶中,加入一定量的海绵铁滤料及锰砂滤料,在室温下以60r/min速度振荡20min,然后静置2h,取上清液用氯化亚锡法分析溶液中磷的含量,计算吸附容量及去除率。

锰砂滤料实物图

锰砂滤料

1.2动态法
 采用φ14的有机玻璃柱,内填充10;1海绵铁滤料及锰砂混合物,填充物高为600mm,废水以一定流速顺流通过吸附柱。用氯化亚锡法分别分析流出液达不同体积时的磷含量,计算流出液体积和磷去除率,求出吸附剂的吸附容量。
2、试验结果及讨论
 2.1静态试验
 2.1.1海绵铁滤料粒径的影响
 海绵铁滤料粒径直接影响磷的去除效果,选取不同粒径海绵铁滤料处理含磷废水的试验结果。随着海绵铁粒径的减小,磷的去除率增加(由62.16%增加到81.48%),但海绵铁滤料的粒径越小其磨损率越大,水力阻力加大,成本增高。从水质要求、经济成本综合考虑,试验时选取1.5 mm的粒径。
2.1.2 海绵铁与锰砂配比的影响

海绵铁多孔金属滤料实物图

海绵铁多孔金属滤料

   取5g海绵铁滤料,加入不同配比的锰砂滤料,测定不同配比时海绵铁滤料与锰砂滤料的处理效果。

当海绵铁与锰砂的配比为10∶1,对磷的去除率最高,并且在动态试验中加入适量的锰砂,可防止海绵铁板结,减少水头损失,因此试验选用海绵铁∶锰砂为10∶1。
 2.1.3溶液pH值的影响
 当模拟原水含磷浓度为50mg/L(以PO3-4计)时,吸附剂对磷的去除率与溶液pH值的关系。酸度越大,去除率越高;在中性范围(pH值6~8)内吸附剂的吸附量基本保持不变且去除率较高,为81.12%;当pH>9时,由于滤料表面发生化学反应而使去除率迅速降低。因此该法适合于处理酸性及中性或弱碱性含磷废水。试验模拟废水的pH为6~7。
2.1.4吸附时间的影响
 试验结果表明:吸附达80min以后,吸附剂的吸附容量基本不再变化而达到平衡,吸附量可达9.0mg/g,磷的去除率在89%以上,结果令人满意。
 2.2动态吸附试验
 2.2.1流速对磷去除率的影响
 准确称取200g海绵铁滤料和20g锰砂滤料,混合均匀后填充在¢14的有机玻璃柱内,柱高为600mm,原液起始浓度为C0=50mg/L(以PO3-4计),以不同的流速通过吸附层,并计算不同流速下吸附剂对磷的去除效果,结果见图。

锰砂,海绵铁滤料除磷效果图

锰砂,海绵铁滤料除磷效果

    用试验结果可知,流速越小,去除率越高,但流速太小对实际处理工艺没有意义,因而试验选6m/h的流速做动态试验。
2.2.2动态吸附试验
 原水浓度C0=100mg/L,流速为6m/h,自运行开始至滤料出现穿透,全部时间为10d,进水总磷酸根量为10479.34 mg,处理水量为115.7L,共吸附磷酸根量为1646.00mg,动态吸附容量为8.23mg/g,总去除率为15.7%。
3、含磷污水处理试验
  用海绵铁滤料处理城市生活污水,在最佳吸附条件下,静态试验结果见表1。

表1城市生活污水处理结果

 序号   

  吸附剂用量(g/L)

 进水PO3-4浓度(mg/L)

  残余PO3-4浓度(mg/L)

 磷的去除率(%)

 1

 4.0

 78.32

36.26

53.70

 2

 8.0

78.32

8.78

88.29

 3

 12

78.32

5.42

92.10

 可见,海绵铁多孔滤料对城市生活污水中的磷有良好的去除效果,当投加量为10g/L时,磷的去除率可达90%以上,达到城市生活污水排放标准。
4、结语
 海绵铁滤料锰砂是一种金属多孔滤料,以它作为吸附剂处理含磷废水的技术还未见报道。本研究结果表明:用粒径为1.5 mm的海绵铁与锰砂10;1混合,在中性、弱酸性条件下处理含磷废水静态吸附容量可达9.0 mg/g,去除率为89%以上;动态试验在流速为6 m/h的条件下吸附容量可达8.23mg/g,可以满足处理含磷废水的要求。该法处理含磷废水具有高效、快速、简便易行等优点,值得进一步研究和推广应用。

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