中国给水排水2020年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会 ㄗ第十一届ㄘ邀请函暨征稿启事
 
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低浓度含磷水体除磷填料的选择研究 向衡?#20445;派產?#38889;芸ㄡㄛ刘琳?#20445;?#37049;然?#20445;?#31243;启明?#20445;派常?#21016;超翔?#20445;?#8727; ?#20445;?中国科学院城市环境研究所ㄛ厦门?#24120;閎保除產?ㄡㄝ 西安建筑科技大学环境与市政工程学院

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  • 更新日期ㄩ2013-12-08
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详细介绍
 

第?#24120;?卷第?#20445;?期
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基金项目ㄩ 国家水体污?#31350;?#21046;与治理科技重大专项ㄗ?#21361;墬?ㄡㄟ?#20445;產琭堧除簌常除?#8259;ㄟㄟㄡㄘ˙陕西省自然科学基金ㄗ?#21361;墬?ㄡㄟ?#20445;產呁悈簌除產保岡?#38485;西省教育厅项目ㄗ?#21361;墬?/div>
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作者简介ㄩ 向衡ㄗ?#20445;馳馳?mdash;ㄘㄛ男ㄛ⁃瞨嶂憌?#28023;鞶鋆憌e憌鶜鞶鋆嶂墬]保閎?灥嶂鋆鵃鵃 聜鵃瞨 ∗通讯作者ㄗ责任作者ㄘㄛ⁃瞨嶂憌?#28023;聜齮e憌鶜?憌鶜憯 嶂聜 聜
瞿憌鵃蝤礗嶂艞鋆灥 堧?#31890;危?憯謑蝤?#20445;馳馳?mdash;ㄘㄛ瞨嶂鴥憯派⁃瞨嶂憌?#28023;鞶鋆憌e憌鶜鞶鋆嶂墬]保閎?灥嶂鋆鵃鵃 聜鵃瞨 ∗瓊鵃礗礗憯鞶艞鵃謑銫憌謑 嶂鶜穬鋆鵃礗派⁃瞨嶂憌?#28023;聜齮e憌鶜?憌鶜憯 嶂聜 聜
向衡ㄛ韩芸ㄛ刘琳ㄛ等ㄝ ㄡㄟ?#20445;常?低浓度含磷水体除磷填料的选择研究菇呁搟 环境科学学报ㄛ?#24120;常見保產岡海常產產?#8259;?#24120;產常?/div>
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低浓度含磷水体除磷填料的选择研究
向衡?#20445;派產?#38889;芸ㄡㄛ刘琳?#20445;?#37049;然?#20445;?#31243;启明?#20445;派常?#21016;超翔?#20445;?lowast;
?#20445;?中国科学院城市环境研究所ㄛ厦门?#24120;閎保除產?/div>
ㄡㄝ 西安建筑科技大学环境与市政工程学院ㄛ西北水资源与环境生态教育部重点实验室ㄛ西安ㄦ?#20445;除除?/div>
?#24120;?广西大学农学院ㄛ南宁ㄤ?#24120;除除除?/div>
收稿日期?#28023;產除保?#8259;ㄟㄢ⁃ㄡㄠ﹛﹛﹛修回日期?#28023;產除保?#8259;ㄟㄣ⁃?#20445;愓﹛﹛?#24405;用日期?#28023;產除保?#8259;ㄟㄤ⁃ㄟㄣ
摘要ㄩ通过对不同填料进行初筛ㄛ选择红瓦﹜环保砖和水泥砖作为研究对象ㄛ对低浓度含磷水体进行磷吸附能力试验研究ㄝ 结果表明ㄛ怗嶂謑蝤瞨鶜憌
和ゞ礗憯鶜謑銫鴥憌聜 方程均能合理地描述低浓度含磷水体中各填料的?#20219;?#21560;?#25945;?#24615;ㄛ怗嶂謑蝤瞨鶜憌 方程中ㄢ 种填料对磷的理论饱和吸附量由大到小依次
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怗嶂謑蝤瞨鶜憌 方程的饱和吸附量一致ㄝ 一级动力学方程﹜籟鴥鵃鬕憌聜 方程和双常数速率方程均能很好地描述填料对磷素的吸附动力学特征ㄛ从可决系
数来看ㄛ籟鴥鵃鬕憌聜 型方程的拟合效果最好ㄝ 从磷释放及其安全性?#27835;茿派?种填料没有向水体释放磷ㄛ释放的重金属元素非常低ㄛ不会对水体造成二
次污染ㄝ 各填料出水均偏碱性ㄛ因此ㄛ选择湿地植物?#21271;?#39035;具有较强的耐碱性ㄝ 综合考察得出ㄛ红瓦和环保砖可作为处理低浓度含磷水体的除磷
填料ㄝ
关键词ㄩ填料˙磷˙吸?#25945;?#24449;˙低浓度
文章编号?#28023;除產?#8259;ㄡㄣㄥㄧㄗㄡㄟ?#20445;常岡保?#8259;?#24120;產產?#8259;ㄟㄦ﹛﹛﹛中图分类号?#28023;堧簌除场﹛﹛?#25991;献标识码?#28023;?/div>
茛鶜滹鞶穬礗嶂穬 鞶聜礗憯憯謑憌謑 璉鵃 艞鋆鵃鞶艞鋆鵃礗鶜 礗憯瞨鵃鬕嶂 憌 鴥鵃 聜鵃謑聜憯謑穬礗嶂穬憌鵃 艞鋆鵃鞶艞鋆鵃礗鶜⁃
聜鵃謑穬嶂憌謑憌謑 驐嶂穬憯 滹鵃銫
堧?#31890;危?憯謑?#20445;派產??#31890;?晻鶜謑產 怗氿 怗憌?#20445;?琭洷 猀嶂?#20445;派瓊x籟危?悈憌瞨憌謑?#20445;派常?怗氿 瓊鋆嶂鵃齮憌嶂謑?#20445;?lowast;
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环﹛﹛境﹛﹛科﹛﹛学﹛﹛学﹛﹛报?#24120;?卷
ㄠ﹛引言ㄗ氿謑穬礗鵃銫鶜聜穬憌鵃謑
人为的磷释放源主要包括市政污水﹜农业径流
及垃圾渗滤液等ㄛ也是造成湖泊﹜河流和沿海地区
水质下降和水体富营养化的主要影响因素ㄝ 根据
怗憌憯滹憌 最小定律ㄛ磷被视为水体富营养化的主?#23478;?/div>
素之一ㄗ刘波等ㄛㄡㄟ?#20445;除岡?同?#20445;?#30967;又是所有生命?#38382;?/div>
不可或缺的最基本的一种元素ㄗ 􀆓􀆦 憯 嶂鴥 ㄛ
ㄡㄟㄟㄦㄘㄝ 为了减小生态?#20302;?#20013;磷的超负荷所引起的
?#22909;?#20316;用并降低开采加工磷的成本ㄛ有必要对磷的
去除技术和回收材料进行研究ㄝ 水体中的磷是通过
填料的吸附﹜沉淀﹜微生物及植物吸收等多种作用
途径共同完成的ㄛ其中ㄛ填料的吸附作用是最主要
的除磷方式ㄗ赵桂瑜等ㄛㄡㄟㄟㄥㄘ˙植物尽管能够吸收
一部分磷ㄛ但该途径所去除的磷仅占水体中磷的一
小部分ㄗ杨子等ㄛㄡㄟ?#20445;產誨n}憌齮派保馳馳簌岡?#21516;样ㄛ微生物的
活动对磷的去除贡献也不大ㄗ熊飞等ㄛㄡㄟㄟㄤㄘㄝ 因此ㄛ
填料在人工湿地的除磷过程中具有十分重要的意
义ㄝ 填料除磷作用的研究已经成为水处理技术的一
个重要方向ㄝ
不同填料在不同浓度含磷水体中所体现的去
除效果和机理会呈现不同的特征ㄗ许育新等ㄛㄡㄟ?#20445;除?/div>
王菊等ㄛㄡㄟ?#20445;產岡?#32780;目前关于填料净化低浓度含磷水
体的效果及机理研究少有报道ㄝ 因此ㄛ本文选择几
种常见的材料ㄗ海砺壳﹜红瓦﹜水泥砖﹜陶粒﹜环保砖
和火山岩ㄘ作为研究对象ㄛ从对低浓度水体的净化
效果﹜吸附量及动力学特征等角度开展研究ㄛ以期
为净化低浓度水体选择合适的填料ㄝ
ㄡ﹛试验材料与方法ㄗ礿嶂穬憯礗憌嶂鴥 嶂謑 瞨憯穬鋆鵃銫鞶
ㄡㄝ ㄠ﹛试验材料
填料选择海砺壳﹜红瓦﹜水泥砖﹜陶粒﹜环保砖
和火山岩作为研究对象ㄝ 其中ㄛ海蛎壳﹜红瓦﹜水泥
砖分别是厦门市沿海水产养殖和城市建设的副产
物ㄛ陶粒来源于杭州某公司ㄛ环保砖来源于厦门市
城市环境研究所ㄛ主要由建筑废弃材料和混凝土合
成ㄝ 各填料经敲碎后ㄛ筛选ㄤ ‵?#20445;?瞨 粒径材料烘干
后保存ㄝ
ㄡㄝ ㄡ﹛试验方法
ㄡㄝ ㄡㄝ ㄠ﹛动态筛选试验﹛分别称取各填料ㄤㄝ ㄟㄟ 于
ㄤㄟ 瞨 离心管中ㄛ加入由ㄟㄝ ㄟㄡ 瞨鵃·怗迤 芄瓊 溶?#21495;?/div>
制的磷质量浓度为ㄟㄝ ?#22330;╯除?ㄤ﹜ㄟㄝ ㄦ﹜?#20445;?ㄟ 瞨·怗迤 ㄗ以
计ㄘ的芄ㄡ苺洷溶液ㄣㄟ 瞨怗再加入ㄢ 滴三氯甲烷以
防止微生物活动对试验结果的影响ㄝ 将离心管置于
恒温摇床中在?#20445;提?·瞨憌謑迤情╯產 ⊥条件下振荡ㄣㄧ 鋆
振荡完毕后离心ㄛ倾出上清液并测量磷浓度ㄛ然后
继续在离心管中加入上述浓度的芄ㄡ 苺洷 溶液ㄣㄟ
瞨怗以同样的条件继续试验ㄛ直至吸附平衡为止ㄝ 试
验设置ㄢ 组平行样ㄝ
ㄡㄝ ㄡㄝ ㄡ﹛填料对磷的吸附?#20219;?#29305;性﹛根据动态筛选
试验选择除磷效果较佳的几种填料ㄛ分别称取填料
ㄡㄝ ㄟㄟ 于ㄤㄟ 瞨 离心管中ㄛ加入由ㄟㄝ ㄟㄡ 瞨鵃·怗迤
芄瓊 溶?#21495;?#21046;的磷质量浓度为ㄟㄝ ?#22330;╯除?ㄤ﹜ㄟㄝ ㄦ﹜?#20445;?ㄟ﹜
ㄠ􀆰 ㄡ﹜?#20445;?ㄣ﹜?#20445;?ㄦ 瞨·怗迤 ㄗ以 计ㄘ的芄ㄡ 苺洷 溶液ㄣㄟ
瞨怗以同样的振荡条件继续试验ㄝ 试验设置ㄢ 平行ㄝ
ㄡㄝ ㄡㄝ ?#22330;?#22635;料对磷的吸附动力学﹛分别准确称取填
料ㄤ 于ㄡㄤㄟ 瞨 锥形瓶中ㄛ加入由ㄟㄝ ㄟㄡ 瞨鵃·怗迤
芄瓊 溶?#21495;?#21046;的磷质量浓度为ㄟㄝ ㄤ 瞨·怗迤 的
芄ㄡ苺洷溶液ㄡㄟㄟ 瞨怗同样的条件下振荡ㄛ取样时间
间隔分别为ㄟㄝ ㄤ﹜ㄠ﹜?#22330;╯窗╯浮╯保瓷╯產渙╯常丁╯提?鋆 试验设置
ㄢ 平行ㄝ
ㄡㄝ ㄡㄝ ㄣ﹛填料安全性试验﹛准确称取填料ㄤ 于ㄡㄤㄟ
瞨 锥形瓶中ㄛ加入?#20445;?瞨 去离子水ㄛ然后将锥形瓶
放入恒温摇床中在?#20445;?·瞨憌謑迤情╯產 ⊥ 条件下振荡
ㄣㄧ 鋆 经过ㄟㄝ ㄣㄤ μ 微孔滤膜过滤后ㄛ采用钼锑抗
分光光度法测定上清液中的磷含量ㄛ用氿瓊⁃礿 测
定水样中的重金属元素ㄛ并测定水样艞 值ㄝ
ㄡㄝ ?#22330;?#35745;算方法
ㄡㄝ ?#24120;?ㄠ﹛吸附?#20219;?#27169;型﹛对于?#20219;?#26465;件下固体表面
的吸附现象ㄛ常用怗嶂謑蝤瞨鶜憌 方程ㄗ?#20445;?#21644;ゞ礗憯鶜謑銫鴥憌 方
程ㄗㄡㄘ来描述ㄝ
?#20445;?/div>
ˊ ㄠ 悈
ㄚ ㄠ 芄瞨瓊 ㄗ?#20445;?/div>
鴥謑悈 ˊ 謑鴥謑瓊 ㄚ 鴥謑 ㄗㄡㄘ
式中ㄛ 瓊 为填料吸附平衡时的磷溶液浓度
ㄗ瞨·怗?#20445;岡誨?为每 样品吸附磷的量ㄗ瞨蝤岡誨悈表示
填料的最大吸附量ㄗ瞨·蝤?#20445;岡誨芄?#34920;示与吸附质结合
能相关的常数˙悈 为吸附平衡时吸附量ㄗ瞨·蝤迤 ㄘ˙
芊╯ 为常数ㄛ 反应基质的吸附能力ㄛ 反应基质的
吸附强度ㄝ 怗嶂謑蝤瞨鶜憌 方程因可较直观地表现各种材
料的吸附能力ㄛ已经广泛应用于材料吸附能力测定
的实验中ㄗ?#27169;}憌?憯 嶂鴥 ㄛ?#20445;馳馳馳岡?/div>
ㄡㄝ ?#24120;?ㄡ﹛动力学模型﹛采用一级动力学方程ㄗ?#24120;屆?#21452;
常数方程ㄗㄣㄘ和籟鴥鵃鬕憌聜 方程ㄗㄤㄘ等常用的吸附动力
学模型来对磷的吸附动力学进行拟合ㄝ 其中ㄛ一级
动力学模型可以描述填料吸附量与吸附时间之间
?#24120;產產?/div>
?#20445;?期向衡等ㄩ低浓度含磷水体除磷填料的选择研究
的关系ㄛ适用于由扩散机制控制的动力学过程˙双
常数方程适用于反应过程?#32454;?#26434;的动力学过程˙
籟鴥鵃鬕憌聜 方程适用于反应过程中活化能变化较大和
一些多界面的过程ㄝ
鴥 瓊 ˊ ㄜ 芄 ㄗ?#24120;?/div>
鴥謑 ˊ ㄚ 芄鴥謑 ㄗㄣㄘ
ˊ ㄚ 芄鴥謑 ㄗㄤㄘ
式中ㄛ瓊为 时刻溶液的浓度ㄗ瞨·怗迤 ㄘㄛ 为吸附量
ㄗ瞨·諴蝤?#20445;岡派?和 为动力学常数ㄛ 为反应时间ㄗ鋆岡
ㄡㄝ ㄣ﹛测定方法及数据?#27835;?/div>
溶液中苺洷 ㄜ
ㄣ ⁃ 的测定采用钼锑抗分光光度
法ㄝ 采用比表面积空隙粒度?#27835;?#20202;?#31890;粒苺產除產除?ㄚ
测量填料的比表面积﹜孔径和孔分布˙用场发射扫
描电子显微镜茛提腦除 观察填料表面及填料表面的成
分˙孔隙?#30465;?#30495;密度和堆积密度采?#38376;?#27700;法ㄗ王振
等ㄛㄡㄟ?#20445;常?#27979;量ㄝ 采用茛苺茛 软件对吸附?#20219;?#21644;吸附
动力学实验数据进行线性回归?#27835;茿?#24182;对回归方程
进行检验ㄝ
?#22330;?#32467;果与?#27835;茿見綌憯鞶鶜e穬?嶂謑 銫憌鞶聜鶜鞶鞶憌鵃謑
?#24120;?ㄠ﹛材料的初筛选
进水ㄦ 次之后ㄛ红瓦﹜环保砖和水泥砖的除磷效
果最好ㄛ对于ㄠ 瞨·怗迤以下低浓度水体中磷的去除
?#23460;?#30452;稳定在ㄤㄟㄔ以上˙陶粒和海蛎壳最先达到吸
附平衡状态ㄛ磷的去除效果不佳˙而火山岩使水体
中的磷浓度增大ㄛ说明火山岩向水体中释放了磷元
素ㄛ不适合作为处理低浓度含磷水体的填料ㄝ 贝壳
类填料对于高浓度含磷水体的去除率非常高ㄛ吸附
量也很大ㄗ茛憯 憯 嶂鴥 ㄛㄡㄟㄟㄤ˙ø鬕憌 憯 嶂鴥 ㄛㄡㄟㄟㄤㄘㄛ但对
低浓度含磷水体的磷去除效果却并不是很好ㄛ这与
其他研究ㄗ许育新等ㄛㄡㄟ?#20445;除?#25152;得出的结论类似ㄝ 海
蛎壳在磷浓度不同的水体中所呈现的差异有待进
一步研究ㄝ 因此ㄛ本文选择红瓦﹜环保砖和水泥砖继
续试验研究ㄝ
?#24120;?ㄡ﹛填料的理化性质
各填料的部分理化特性如表ㄠ 和图ㄠ 所示ㄝ 湿
表ㄠ﹛填料部分物理特性
啥嶂滹鴥 ㄠ﹛苺鋆灥鞶憌聜嶂 艞礗鵃艞憯礗穬憌憯 鵃 穬鋆 鞶鶜滹鞶穬礗嶂穬憯
填料孔隙?#25910;?#23494;度ㄞ ㄗ·聜 ㄜㄢ ㄘ 堆积密度ㄞ ㄗ·聜 ㄜㄢ ㄘ 比表面积ㄞ ㄗ瞨· ㄜㄠ ㄘ 微孔孔径ㄞ μ
红瓦﹛ㄟㄝ ㄤㄤㄔ ‵ㄟㄝ ㄤㄧㄔ ㄡㄝ ?#20445;??#20445;?ㄟㄟ ‵?#20445;?ㄟㄦ ㄣㄝ ㄟㄨ ㄢ ‵?#20445;?/div>
环保砖ㄟㄝ ㄤㄦㄔ ‵ㄟㄝ ㄥ?#24120;??#20445;?ㄧㄢ ㄟㄝ ㄦㄣ ‵ㄟㄝ ㄧㄡ ㄥㄝ ㄥㄦ ㄢ ‵?#20445;?/div>
水泥砖ㄟㄝ ㄤㄧㄔ ‵ㄟㄝ ㄥㄡㄔ ㄡㄝ ?#24120;?ㄟㄝ ㄨㄢ ‵?#20445;?ㄟㄟ ?#20445;?ㄥㄟ ㄤ ‵?#20445;?/div>
图ㄠ﹛各填料表面的主要化学成分ㄗ嶂 红瓦ㄛ滹 环保砖ㄛ聜 水泥砖ㄘ
ゞ憌蝤 ㄠ﹛茛鶜礗璉嶂聜 憌瞨嶂蝤憯 鵃 穬鋆 鞶鶜滹鞶穬礗嶂穬憯 鶜鞶憌謑 茛籟⁃?#27169;?ㄗ嶂 礗憯 穬憌鴥憯 滹 蝤礗憯憯 滹礗憌聜諴鞶 聜 聜憯瞨憯謑 滹礗憌聜諴鞶
?#24120;產產?/div>
环﹛﹛境﹛﹛科﹛﹛学﹛﹛学﹛﹛报?#24120;?卷
地填料的堆积密度和孔隙?#23460;?#33324;分别为ㄟㄝ ㄦㄟ ‵
ㄠ􀆰 ㄧㄢ ·聜瞨迤 和?#24120;除?‵ ㄤㄣㄝ ㄣㄔ ㄗ?#27169;憯?瞿鶜滹滹 憯 嶂鴥 ㄛ
ㄡㄟㄟ?#24120;岡?本研究中ㄛ因填料粒?#23545;琭?‵?#20445;?瞨 之间ㄛ故
而孔隙?#20107;?#24494;偏大ㄛ堆积密度与上述结论一致ㄝ 由
表ㄠ 可知ㄛ本研究中ㄢ 种填料的比表面积都较大ㄛ微
孔孔径大小比较接近ㄛ均在ㄢ ‵?#20445;?μ 左右ㄛ有利于
生物膜的生长ㄝ 研究表明ㄛ填料的化学成分及其化
学形态是影响其磷吸附能力的重要因素ㄛ填料的物
理特性与其磷吸附能力并无显著相关关系ㄗ?#27169;}憌?/div>
憯 嶂鴥 ㄛ?#20445;馳馳馳岡?金属离子的化学形态是湿地除磷的重
要影响因素ㄝ 由图ㄠ 可知ㄛㄢ 种填料分别含有较高含
量的瓊 和?#31890;e?#27700;中的磷素可以与瓊嶂 ㄚ ﹜ゞ憯 ㄚ ﹜?#31890;e?ㄚ ﹜
礿蝤 ㄚ 等离子及其水合物﹜氧化物反应形成难溶性化
合物ㄛ从而使磷得以去除ㄝ
?#24120;??#22330;?#22635;料对磷?#20219;?#21560;附曲线的拟合
ㄢ 种填料的怗嶂謑蝤瞨鶜憌 和ゞ礗憯鶜謑銫鴥憌聜 ?#20219;?#21560;附曲
线拟合结果见表ㄡㄝ 从ㄢ 种填料?#20219;?#21560;附曲线的可
决系数来看ㄛゞ礗憯鶜謑銫鴥憌聜 方程更适?#21414;?#36848;ㄢ 种填料的
?#20219;?#21560;附过程ㄝ 表ㄡ 中悈 表示填料的最大磷吸附
量ㄛ它可以初步反映填料对磷的净化能力ㄛ是填料
选择时重点考虑的重要?#38382;?不同填料在磷浓度不
同的情况下除磷机理也有所不同ㄛ呈现的除磷效果
也不同ㄝ 从怗嶂謑蝤瞨鶜憌 方程可知ㄛ在低浓度含磷水体
中ㄛㄢ 种填料对磷的理论饱和吸附量大小依次为红
瓦ˇ 环保砖ˇ 水泥砖ㄛ分别为?#24120;腦??#20445;场╯產?ㄦㄨ﹜ㄧㄝ ㄧㄤ
瞨·諴蝤?#20445;?这表明在低浓度的含磷水体中ㄛ填料对磷
的吸附容量往往比较低ㄛ这与其他研究者ㄗ丁文明
等ㄛㄡㄟㄟㄡ˙陈天虎等ㄛㄡㄟ?#20445;除?#30340;研究结果类似ㄝ 如何提
高填料对低浓度含磷水体的吸附容量有待进一步
研究ㄝ ゞ礗憯鶜謑銫鴥憌聜 方程中的 值可大致反映磷的吸附
强度ㄛ如表ㄡ 所示ㄛ ?#24403;?#21270;不大ㄛ 值反映了填料
吸附磷能力的大小ㄛ 值越大ㄛ表明填料对磷素的吸
附能力越强ㄝ ㄢ 种填料 值大小依次为ㄩ红瓦ˇ 环保
砖ˇ 水泥砖ㄛ说明红瓦对磷的吸附能力最强ㄛ这与
怗嶂謑蝤瞨鶜憌 ?#20219;?#21560;附方程的结论是一致的ㄝ
表ㄡ﹛填料的?#20219;?#21560;附方程及其相关?#38382;?/div>
啥嶂滹鴥 ㄡ﹛?#31890;銫鞶墬}暈穬憌墬?憌鞶鵃穬鋆憯礗瞨 鵃 穬鋆 璉鵃鶜 鞶鶜滹鞶穬礗嶂穬憯 嶂謑 礗憯鴥憯鬕嶂謑 艞嶂礗嶂瞨憯穬憯礗
填料怗嶂謑蝤瞨鶜憌 方程
?#20445;?芄 ?#20445;?悈 猀
ゞ礗憯鶜謑銫鴥憌聜 方程
红瓦?#20445;保提?ㄥㄣ ㄡㄥㄝ ㄡㄡㄥ ㄟㄝ ㄨㄥㄦㄦ ㄟㄝ ㄟㄟㄦㄟㄡ ㄟㄝ ㄦㄨㄨㄦ ㄟㄝ ㄨㄥㄨㄤ
环保砖?#20445;產馳?ㄤㄢ ?#24120;腦?ㄦㄨㄥ ㄟㄝ ㄨㄧㄧㄣ ㄟㄝ ㄟㄟㄥㄡㄟ ㄟㄝ ㄨ?#20445;產?ㄟㄝ ㄨㄨㄡㄦ
水泥砖?#20445;保常?ㄦㄢ ?#20445;保常?ㄟㄢ ㄟㄝ ㄨㄟ?#20445;?ㄟㄝ ㄟㄟㄣㄧㄣ ㄟㄝ ㄦㄧㄟㄣ ㄟㄝ ㄨㄟㄣㄠ
图ㄡ﹛填料对磷的吸附量随时间变化关系
ゞ憌蝤 ㄡ﹛啥鋆 礗憯鴥嶂穬憌鵃謑鞶鋆憌 鵃 嶂銫鞶鵃礗艞穬憌鵃 嶂謑 鞶鋆嶂諴 穬憌瞨
?#24120;?ㄣ﹛填料对磷吸附动力学模型?#27835;?/div>
ㄢ 种填料对磷的吸附动力学特征如图ㄡ 所示ㄛ
在低浓度含磷水体中ㄛ填料对磷的吸附速率?#19979;?/div>
吸附达到平衡是一个缓慢的过程ㄝ 从吸附的整个过
程来看ㄛ水泥砖达到吸附平衡的时间最短ㄛ在ㄧ 内
就基本达到吸附平衡ㄛ但平衡吸附量最小ㄛ仅为
ㄦ􀆰 ㄣㄤ 瞨·諴蝤?#20445;?#20854;次为红瓦ㄛ环保砖达到吸附平衡所
用的时间最长ㄛ后二者的平衡吸附量分别为?#20445;腦?ㄟㄟ
瞨·諴蝤迤和?#20445;簌?ㄥㄟ 瞨·諴蝤?#20445;?#23545;于水体中低浓度磷的
去除效果非常好ㄝ 这同时也说明ㄢ 种填料的吸附机
理可能?#34892;?#24046;异ㄝ
将磷素吸附动力学试验结果用茛苺茛 软件进行
拟合ㄛ进而得到各种填料的磷吸附动力学方程参
数ㄝ 表ㄢ 结果显示ㄛ各回归方程的线性关系良好ㄝ 在
低浓度含磷水体中ㄛ一级动力学方程﹜籟鴥鵃鬕憌聜 方程
和双常数速率方程均能很好地描述填料对磷的吸
附动力学特征ㄝ 但从可决系数来看ㄛ籟鴥鵃鬕憌聜 型方程
的拟合效果最好ㄛ双常数方程次之ㄝ 一级动力学方
程更适?#21414;?#36848;环保砖的磷吸附动力学特征ㄛ双常数
速率方程则适?#21414;?#36848;红瓦的磷吸附动力学特征ㄛ水
泥砖对磷吸附动力学特征则更适合由籟鴥鵃鬕憌聜 方程
来描述ㄝ 表明填料对磷的吸附可能存在多种动力学
?#24120;產常?/div>
?#20445;?期向衡等ㄩ低浓度含磷水体除磷填料的选择研究
吸附机制ㄛ即磷吸附量与吸附时间﹜平衡溶液磷浓度之间存在着多种函数关系ㄝ
表?#22330;?#21160;力学模型对吸附过程的吻合性
啥嶂滹鴥 ?#22330;﹝ゞ憌穬謑憯鞶?鵃 諴憌謑憯穬憌 瞨鵃銫憯鴥 穬 嶂銫鞶鵃礗艞穬憌鵃
填料籟鴥鵃鬕憌聜 方程
双常数方程
一级动力学方程
红瓦?#24120;?ㄥㄡㄧㄣ ?#24120;?ㄣㄦㄟㄨ ㄟㄝ ㄨㄣㄣㄡ ?#20445;?ㄡㄣㄨㄣ ㄟㄝ ㄣㄤㄣㄧ ㄟㄝ ㄨㄥㄦㄦ ㄜㄟㄝ ㄨㄣ?#24120;?ㄟㄝ ㄟㄣㄥㄧ ㄟㄝ ㄨ?#24120;除?/div>
环保砖ㄟㄝ ㄣㄡㄧㄧ ㄣㄝ ㄣㄡㄨㄥ ㄟㄝ ㄨㄦㄦㄢ ?#20445;?ㄤㄥ?#24120;?ㄟㄝ ?#24120;常保?ㄟㄝ ㄨㄥㄡㄥ ㄜㄟㄝ ㄨㄤ?#24120;?ㄟㄝ ㄟㄣ?#20445;?ㄟㄝ ㄨㄧㄨㄡ
水泥砖?#24120;?ㄣ?#20445;?ㄟㄝ ㄨㄣ?#24120;?ㄟㄝ ㄨ?#24120;簌??#20445;?ㄡ?#20445;常?ㄟㄝ ㄡㄟㄤㄨ ㄟㄝ ㄨㄡㄡㄢ ㄜㄟㄝ ㄨㄥㄡㄤ ㄟㄝ ㄟㄟ?#24120;?ㄟㄝ ㄧㄤㄦㄢ
?#24120;?ㄤ﹛扫描电镜?#27835;?/div>
对ㄢ 种填料进行除磷前后的茛籟 ?#27835;茿?#32467;果如
图ㄢ 所示ㄝ 吸附前ㄢ 种填料ㄗ图?#24120;嶂派聜派憯?#21547;有大量空
隙ㄛ同时可以清晰地看到填料的特殊形貌ㄛ表面粗
图?#22330;?#21508;填料除磷前后的茛籟 图ㄗ嶂派滹 环保砖ㄛ聜派銫 红瓦ㄛ憯派璉 水泥砖ㄘ
ゞ憌蝤 ?#22330;﹝捇?憌瞨嶂蝤憯 鵃 穬鋆 鞶鶜滹鞶穬礗嶂穬憯鞶見嶂派滹 蝤礗憯憯 滹礗憌聜諴鞶 聜派銫 礗憯 穬憌鴥憯 憯派璉 聜憯瞨憯謑 滹礗憌聜諴鞶
?#24120;產常?/div>
环﹛﹛境﹛﹛科﹛﹛学﹛﹛学﹛﹛报?#24120;?卷
糙多孔ㄛ有利于挂膜和微生物的生长ㄝ 其中ㄛ水泥砖
的表面孔隙极其发达ㄛ形态不规则ㄛ孔径大小不一ㄛ
以三维交错的网状孔道贯穿其中ㄛ具有很高的比表
面积ㄛ但其吸附量却不如红瓦和环保砖ㄛ说明填料
的物理特性与其磷吸附能力并无显著相关关系ㄝ 与
吸附前填料相比ㄛ吸附后ㄗ图?#24120;滹派銫派?#22635;料表面和孔
隙?#32454;?#30422;着一些物质ㄛ推测是磷吸附后附着在填料
的表面ㄝ 经茛籟 ㄜ ?#27169;??#27835;茿?#22270;?#20445;?#21518;可知ㄛ填料含
有大量的金属元素ㄛ水中的磷元素可以与这些金属
离子结合而得以去除ㄛ是净化磷元素的重要途径
之一ㄝ
?#24120;??#19969;?#22635;料安全性评价
由表ㄣ 可知ㄛㄢ 种填料释放的重金属元素都非
常低ㄛ均达到▲地表水环境质量标准◎中i类水体标
准ㄛ当其大规模应用时不会对环境带来新的危害ㄛ
并且填料还有微量硒元素的释放ㄝ 硒是高等植物生
长的必须元素ㄛ能拮抗重金属的毒性ㄗ 张驰等ㄛ
ㄡㄟㄟㄡ˙张玉秀等ㄛ?#20445;馳馳馳岡?#38750;常有利于人工湿地中微
生物和植物的生长ㄝ 由钼锑抗分光光度法并未检测
出填料有磷的释放ㄛ因此ㄛㄢ 种填料在处理低浓度含
磷水体时不用考虑填料本身的释磷问题ㄝ ㄢ 种填料
的艞 值因其各自不同的化学成分而差异较大ㄛ其
过高的艞 值会对大多数湿地植物和微生物的生命
活动产生抑制作用ㄛ因此ㄛ在实际应用中ㄛ要选择一
些耐碱的湿地植物作为栽培植物ㄛ或在填料表面覆
盖一层红壤ㄗ李杰等ㄛㄡㄟ?#20445;保?#21556;春艳等ㄛㄡㄟㄟ?#24120;岡?#25110;将
强化除磷环节置于其他处理装置之后ㄝ
表ㄣ﹛各填料部分元素释放量
啥嶂滹鴥 ㄣ﹛啥鋆 礗憯鴥憯嶂鞶 嶂瞨鵃鶜謑 鵃 鞶鵃瞨 憯鴥憯瞨憯謑穬 憌 鞶鶜滹鞶穬礗嶂穬
填料
释放量ㄞ ㄗμ· ㄜㄠ ㄘ
瓊 ?#21361;?瓊 琭 瓊 苺 ?#31890;?茛 啥 艞
红瓦?#20445;?ㄦ?#20445;?ㄦㄝ ㄤㄡㄣ ㄡ?#20445;?ㄣㄨ ㄥㄨㄝ ㄠ ㄟㄝ ㄡㄤ?#24120;?ㄨㄝ ㄧㄟㄠ ㄣㄝ ?#24120;閎??#20445;?ㄣㄧㄨ ㄟ ?#20445;除?ㄡㄧ
环保砖ㄡㄝ ㄥㄟㄠ ㄦㄝ ㄤ?#20445;?ㄧㄨㄝ ㄧㄦ ?#20445;腦?ㄟㄝ ㄥㄦㄨㄠ ㄡ?#20445;?ㄦㄣ ㄥㄝ ㄧ?#20445;??#24120;?ㄥ?#20445;?ㄟ ?#20445;除??#20445;?/div>
水泥砖ㄣㄝ ㄡㄧㄠ ?#20445;馳?ㄤㄨ ㄣㄨㄝ ?#20445;?ㄡㄣㄟㄝ ㄥ ?#20445;??#24120;常??#20445;除??#20445;腦?ㄟㄣ ㄤㄝ ㄣㄣ ㄟ ㄨㄝ ?#20445;?/div>
ㄣ﹛结论ㄗ瓊鵃謑聜鴥鶜鞶憌鵃謑鞶
?#20445;岡產?⊥ ?#20445;怗嶂謑瞨鶜憌?和ゞ礗憯鶜謑銫鴥憌聜 方程均能合
理地描述各填料的?#20219;?#21560;?#25945;?#24615;ㄛ怗嶂謑蝤瞨鶜憌 方程中
ㄢ 种填料对磷的理论饱和吸附量由大到小依次为红
瓦ˇ 环保砖ˇ 水泥砖ㄛゞ礗憯鶜謑銫鴥憌聜 方程中反应吸附
能力的 值的大小规律同怗嶂謑蝤瞨鶜憌 方程饱和吸附
量规律一致ㄝ
ㄡㄘ 在低浓度含磷水体中ㄛ一级动力学方程﹜
籟鴥鵃鬕憌聜 方程和双常数速率方程均能很好地描述ㄢ
种填料对磷素的吸附动力学特征ㄝ
?#24120;岡?种填料对磷的动态吸附试验表明ㄛ红瓦和
环保砖的对磷的去除效果最好ㄛ但对低浓度磷的吸
附容量不高ㄝ 对填料中的磷形态?#27835;?#32467;果表明ㄛ填
料的化学成分及其化学形态亦是影响其磷去除途
径的重要因素ㄝ
ㄣㄘㄢ 种填料没有向水体中释放磷元素ㄛ检测出
的重金属元素含量非常低ㄛ不会对水体造成二次
污染ㄝㄤ
ㄘ综合填料的饱和吸附量﹜吸附速率及安全性
?#27835;茿?#32418;瓦和环保砖适合作为处理低浓度含磷水体
的填料ㄝ
参考文献ㄗ猀憯璉憯礗憯謑聜憯鞶岡
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