活性矸吸附剂处理含磷废水的研究_张兆春

1995年第1期山东蛛炭科杖活性歼吸附剂处理含磷废水的研究山东矿业学院济南分院张化春管清佩刘振学山东省煤炭科学研究所刘兴沛摘要本文研究了新型吸附齐l一活性歼对含磷废水的吸附处理。结果表明:活性研对废水中的总磷有可观的吸附容量及很快的吸附速率;活性砰静态等温吸附符合Fer-undlich吸附等温方程式;静态吸附动力学可用Bangham吸附速率方程描述。关键词煤歼石磷吸附因内对各煤产区因长期生产造成的煤研石堆积加以合理的综合利用,已成为煤炭系统急需解决的问题之一。现有的合理利用途径包括区`〕:建材生产的辅料;研石中煤系伴生矿物(如高岭土)的回收及其深加工;高硫研做为生产硫酸的原料;研石热电厂的主要供热原料等等。上述途径的技术和经济前景需日趋完善,除此以外,研石作为矿山资源加以再利用的另一个更重要的方面是要不断寻找新的综合利用渠道。将煤研石经过适当的预处理,再经炭化、活化而制得的活性研具有良好的吸附性能侧,该项研究为研石的综合利用提供了又一崭新的思路。近年来,随着人类活动规模及范围的扩大,水体富营养化的速度加快,已成为举世关注的环境问题之一,与水体富养化关系最为密切的化学元素是氮和磷,其中磷具有特殊的作用,水中磷总量大于.0Zm.gdm一3,即表明水体富营养化,所以,防止水体富营养化的关键就是要控制进入水体的磷含量。目前降低废水中磷含量的方法主要为化学药剂沉淀分离及生物处理法。研石样取自于新坟矿务局良庄煤矿,有关研石制样工作及活性研的研制,参见文献〔2〕。1.2活性研一磷系统静态等温吸附实验准确称取0.19活性研(12号、14号,粉状,平均粒度。.olcm)各若干份,分别加入含磷20一250mg.dm一3的不同浓度的水溶液25cm3,在磁力搅拌器上密闭定速搅拌,待吸附达平衡后,取一定体积的上层清液,用过硫酸钾氧化一钥蓝比色法测定吸附平衡溶液中的总磷3[],用下式计算活性研的平衡吸附量(qe)。(C。一Ce)·Vq·=W(1)实验活性歼的研制其中q。(mg.g一`):活性研平衡吸附量c。(mg.dm一3):吸附溶液中磷的初始浓度ce(mg.dm一3):吸附平衡时吸附液中磷的剩余浓度V(dm3):吸附溶液的体积w(g):活性研的质量1.3活性炭一磷系统静态等温吸附实验活性炭,粉末状,AR,北京大力活性炭厂生产。实验步骤与1.2完全相同1.4活性砰一磷系统静态吸附速率的测定山东堪炭科杖1995年第1期准确称取0.1914号活性研,放入盛有25em3含磷SO0mg.dm一’的水溶液的磨口三角瓶中,于磁力搅拌器上密闭定速搅拌,严格控制吸附时间,用过硫酸钾氧化一铝蓝比色法测定对应于不同时间的磷的剩余浓度,利用(l)式计算对应于不同时刻时的吸附量(q,)。式能很好地符合Freundlich吸附等温式:qe一ke告(2)取对数logqe一告`oge+,ogk(2`根据实验数据,以logqe一logC作图,见图1。CO尸n:..1一.以。诞尸二ù.bù`h以。一2结果与讨论2.1过硫酸钾氧化一相蓝比色法测定磷标准曲线的确定采用过硫酸钾氧化一钥蓝比色法在721型分光光度计(上海第二分析仪器厂)上测定磷的浓度,标准曲线方程为:C=0.8093A+0.01026r一0.9998其中c:磷的浓度(m.gdm一3)A:吸光度2.2活性歼、活性炭静态等温吸附方程式的建立活性研是一种具有不均匀固体表面的吸附剂,通过对活性研吸附磷实验结果的分析,可知活性研、活性炭的吸附等温方程几g。。咨:61.(}勺一1一g·d111图IFreundlieh吸附等温线(25士0.5`C)—14号活性歼一磷一一一一12号活性歼一磷_._一活性炭一磷用微机将实验结果进行一元线性回归处理,结果见表1。表1Ferundlich吸附等温式中回归参数及回归效果检验吸附剂六k相关系数样本容量临界相关系数回归效果(r)(N)ro.ol「4习14号活性研0.372314.4170.9747100.7646r>r。。-显著12号活性砰0.50189.2970,981350.9587r)r。。l显著活性炭1.0821.5720.994450.9587r)rool显著Freundlieh吸附等温式中仁5了,k值的大小直接反映吸附量的大刁、。告值代表了吸附剂的平衡吸附量(q。)随浓度的增加而增力口白勺幅度,若告k(12号活性研)>k(活性炭)告(14号活性研)<告(12号活性研,<告(活性炭,1995年第1期山东堪炭科杖“值大而告值小的物质是理想的吸附剂。因此,实验证明了活性研对磷可在较大的浓度范围内具有可观的吸附容量,两种