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生石灰的除磷性能与除磷机理研究

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第39卷第7期西南师范大学学报(自然科学版)Vo1.39No.7JournalofSouthwestChinaNormalUniversity(NaturalScienceEdition)2014年7月Ju1.2014生石灰的除磷性能与除磷机理研究①曾雪梅重庆市南岸区环境监测站,重庆400060摘要:将生石灰作为除磷材料,用以处理含磷废水.在不同初始磷浓度含磷废水中投入不同量生石灰,测量出残余磷浓度,计算出生石灰有效利用率,得出生石灰能够较快且有效地从含磷废水中去除磷,且对高浓度含磷废水中有更好效果.通过pH在除磷时的变化规律,研究生石灰除磷机理,并借助FTIR等表征发现,生石灰的主要成分为CaO,该材料在含磷废水中能够快速释放Ca和OH一,并与磷酸根离子发生混凝反应,形成磷酸钙沉淀从而达到除磷的目的.关键词:生石灰;除磷;反应时间;混凝沉淀中图分类号:X703文献标志码:A文章编号:1000—5471(2014)7—0163—06当水中的磷浓度达到0.01mg/L时,即造成了水体的富营养化[1-a].对高浓度含磷废水而言,如何有效地实现磷资源的回收已成为国内外的研究热点_4].然而,现有的磷回收技术尚处于研究阶段l_6],尤其是针对低浓度的含磷废水而言[9-10].因此,磷的去除依然是现阶段研究的重点.向含磷废水中投加钙盐以实现磷的去除,是一种有效且简便的方法[1.目前用于除磷的含钙材料包括方解石]、陶瓷引、氧化铁、TiO。[¨等.方解石除磷1h的有效利用率为13.6mg/g,8h后才可达19.6mg/g_1引,TBX多孔陶粒材料除磷2h后有效利用率为0.986mg/g.氧化铁和氧化钛成本太高[1,可见,这些材料的除磷效率较低,且反应时间较长,或者成本较大,导致实际工程运行的不可行性.主要原因是由于方解石的主要成分是碳酸钙,陶瓷的主要成分是硅酸钙以及氧化铁等,这些在溶液中的供碱性能较差.相对而言,生石灰主要成分为氧化钙的材料溶钙性能更好,从而具有更佳的除磷性能.本研究以生石灰为除磷材料,以反应时间、生石灰用量、水中磷初始浓度作为影响因素,重点考察生石灰的除磷性能,并探索该材料的除磷机理.1实验部分1.1实验材料生石灰:取白重庆某化工厂生石灰堆场.实验用生石灰呈灰白色、粉末状;化学成分见表1.根据BET表征分析知,生石灰比表面积为7.97m/g,@~TLTL容为0.055cm。/g,平均孔径为27.2Orim.实验前,将①收稿日期:2013—08—08基金项目:三峡库区流域主要污染物调查与预测(国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZXO7104—006))作者简介:曾雪梅(1969一),女,重庆人,高级工程师,主要从事环境保护方面的研究.164西南师范大学学报(自然科学版)http://xbbjb.SWU.cn第39卷原料生石灰研磨过200目筛,放人密封瓶备用KHPO:分析纯试剂(重庆博艺化学试剂有限公司).用蒸馏水配制含磷溶液.表1生石灰的化学成分1.2反应时间对除磷性能的影响和pH值变化实验取磷浓度为50mg/L的含磷溶液100mL于9个250mL锥形瓶中,分,N/Jn入0.024g生石灰(电子天平,精度0.01),在室温条件下振荡进行反应,反应时间依次为1,4,7,1O,13,15,30,45,60min,取上清液测定反应后溶液中的残余磷浓度并测试各个时间的pH值.1.3不同初始磷浓度条件下生石灰投加量对除磷性能的影响实验1)取磷浓度为100mg/L的含磷溶液100mL于6个250mL锥形瓶中,向6个锥形瓶中分别加入0.010,0.020,0.030,0.040,0.050,0.060g生石灰,在室温条件下振荡反应30min,取上清液测定反应后溶液中的残余磷浓度.2)取磷浓度为50mg/L的含磷溶液100mL于6个250mL锥形瓶中,向6个锥形瓶中分别加入0.010,0.020,0.030,0.040,0.050,0.060g生石灰,在室温条件下振荡反应30min,取上清液测定反应后溶液中的残余磷浓度.3)取磷浓度为5mg/L的含磷溶液100mL于6个250mL锥形瓶中,分别加入0.010,0.020,0.030,0.040,0.050,0.060g生石灰,在室温条件下振荡反应30min,取上清液测定反应后溶液中的残余磷浓度.生石灰有效利用率计算公式:(CPo—CPt)CP,c——CC其中,为生石灰有效利用率(mg/g),c为t时刻磷的含量(rag/L),cr。为初始磷的含量(mg/L),cr为磷的出去量(mg/L),C为生石灰投加量(g/L).生石灰有效利用率为除磷量与生石灰投入量之间比值,它表明生石灰除磷性能的大小.2结果与讨论2.1生石灰除磷性能影响因素2.1.1反应时间对除磷性能的影响图1为反应时间对残余

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