净水厂污泥的磷吸附特性研究

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摘 要：在对净水厂进行资源管理的过程中，要想将资源实现更加合理的配置，同时确保能够进一步优化发展，就需要对净水厂的污泥开展有效的处理。本文主要探讨了采用磷吸附的方式，证实影响净水厂污泥磷吸附能力的影响因素与温度与pH值有关，希望在今后的研究工作中有所帮助。

关键词：净水厂污泥；磷；吸附

在对净水厂污泥进行处理的过程中，首先要明确其来源，净水厂的污泥大多是来自自来水在生产时遗留下来的剩余废物，这些剩余废物中包含了大量的杂质，例如土壤颗粒以及胶质物质等，在生产自来水的过程中，往往都会采用传统的生产工艺进行处理，即混凝沉淀过滤消毒，因此在这一过程中难以避免的会产生污泥，对自来水的水质造成不良影响。随着科学技术的发展，净水厂在处理污泥过程中采用了全新的解决办法，希望能够对今后的资源利用提供一定的帮助。

1 准备材料与方法

1.1 试验材料

首先选定一家净水厂作为试验对象，该厂主要水源来自黄河水，絮凝剂主要采用聚合氯化铝（PAC），在黄河河道中选取试验对照土样品若干，然后将两种土风干，放入温度为110℃的环境中进行烘烤，持续时间为2h，将土样烘干后粉碎，准备筛选。

1.2 土样的磷等温吸附试验

分别配制不同磷浓度的KH2PO4溶液，将KOH以及HCl溶液中的pH值调节至7，在容量为100mL的三角烧瓶中称取适量的净水厂污泥，一般情况下0.25g即可。随即加入准备好的溶液25mL，然后再滴入适量的氯仿，氯仿不宜过多，主要作用是为了防止微生物活动过于活跃。对摇床进行调节，在转速为（180±2）r/min的前提下，进行反应，反应时间为24h，再取出溶液放入滤膜中进行过滤，进而在滤液中将磷浓度测量出来，上述样品中，每个样品都要做三个平行，以便更加准确的测定磷含量。

1.3 土样的磷吸附动力学试验

紧接着需要进行磷吸附的动力学试验。在该试验中主要探究影响磷吸附能力的因素有哪些。首先是探究温度这一影响因素，先将pH值设定为7，在磷浓度为150mg/L的KH2PO4溶液中，加入1.0g的净水厂污泥，将其放入容量为100mL的三角烧瓶中，然后仿照前文中的试验过程，置于恒温摇床中并且将转速设置为（180±2）r/min，分别在时间值为0min至480min的时间段中进行取样，每次取样后将溶液过滤并且对其中所含有的浓度进行分析。同样是对每个样品进行三个平行，并观察结果。

在测定pH值对磷吸附能力的影响试验中，首先要进行KH2PO4溶液的配制，其磷浓度的含量为150mg/L，将pH值分别调节至五个状态中，即pH为3/5/7/9/11时，然后将摇床的温度设定为45℃，根据上文中对试验的要求进行测定，试验顺序相一致，对pH值进行分析，探究其对磷吸附的影响程度。

接下来要探究的内容是初始浓度对磷吸附能力是否会产生影响，所以要将KH2PO4溶液中的初始浓度分别设为100mg/L、150mg/L以及200mg/L三种类型，然后将摇床的温度设为45℃，在试验中的其他条件与上文试验相一致，探究是否初始浓度会对磷吸附能力产生影响。

1.4 分析方法

在该试验中，主要研究了影响磷吸附能力的因素有哪些。采用X荧光光谱的方式对土样中元素的组成进行分析，溶液磷的含量主要运用钼锑抗分光光度法进行测定，使用型号为PHS-25的pH计对pH值进行测定。

2 结果与探讨

在吸附等温试验中，主要对比了土样以及净水厂污泥中磷吸附能力之间不同的差异性，因此进行了吸附试验。在该试验中，运用吸附等温方程进行分析，并将其与曲线作拟合处理，结果显示磷吸附能力达到了对照土样的17倍以上，二者具有较大的差异性。在这种情况下对差异性进行分析得知，主要的影响因素是由于二者是由不同元素组成的，其中净水厂污泥中含有大量的铝化物，其含量是对照土样的7.1%。除了自身携带以外，在生产自来水的过程中所使用的PAC混凝剂也具有铝化物这一成分，所以造成铝化物的含量偏大，可以证实这一因素对磷吸附能力会产生一定的影响。综上，研究表明，材料对磷的吸附能力与其铝含量有关，铝含量高的材料磷吸附性能强，净水厂污泥中所含的混凝剂在磷吸附中发挥重要作用。温度对土样磷吸附的影响如图1所示。

从图1中可以看出，净水厂污泥对磷的吸附量都随时间延长而增大，温度为l5℃、30℃和45℃时，试验结束时，净水厂污泥磷的吸附量占总量的76.7%、88.8%和97.5%。从图1还可以看出，同一反应时间时，净水厂污泥对磷的吸附量随温度的升高而增大，原因是在吸附的过程中，溶液中的磷酸根需要首先扩散到颗粒表面，然后进入颗粒内部，温度升高，磷酸根扩散速度增加，同时克服污泥表面液膜阻力的能力增强，使反应进行得更加迅速。

pH值的改变可能影响吸附质的存在状态，还可能影响吸附剂表面的电性或者吸附剂的结构等，因此，pH是影响吸附效果的重要因素。随着pH的降低，净水厂污泥对磷的吸附量增大，原因可能是在溶液pH值较低时，水中的磷酸根与净水厂污泥表面的羟基发生配位体交换反应。

在同一反应时间时，初始浓度越大，净水厂污泥对磷的吸附量越大。不同初始浓度的吸附过程也可以15min为界分为快速和慢速吸附两个阶段，初始浓度越大，在慢速吸附阶段吸附曲线相对较陡，这说明初始浓度越高，吸附达到平衡所需时间越长。

3 结论

在试验条件下，净水厂污泥对磷的吸附量随温度升高而增加；随着溶液初始pH的增大逐渐降低，随着初始浓度的增加增大。一级动力学方程能够很好的描述净水厂污泥对磷的吸附过程。净水厂污泥具有良好的磷吸附能力，具有作为污水磷吸附材料的巨大潜力。■

参考文献

[1]董庆洁，邵仕香，李乃u，郭星，孟欣.凹凸棒土复合吸附剂对磷酸根吸附行为的研究[J].硅酸盐通报，2006（2）.

[2]熊飞，李文朝，潘继征，李爱权，夏天翔.人工湿地脱氮除磷的效果与机理研究进展[J].湿地科学，2005（3）.

[3]刘帅霞.给水厂污泥的处理和存在问题[J].河南纺织高等专科学校学报，2005（3）.