錳砂,海綿鐵金屬多孔濾料除磷技術實驗研究

錳砂、海綿鐵金屬多孔濾料除磷技術實驗研究

關鍵字：海綿鐵;海綿鐵多孔金屬濾料;海綿鐵濾料;錳砂;錳砂濾料;吸附;含磷廢水
   錳砂、海綿鐵金屬多孔物質濾料對含磷廢水的處理結果表明：在最佳試驗條件下，海綿鐵濾料與錳砂濾料的混合物對磷的吸附容量＞9.0mg/g，磷的去除率在89%以上。

1、試驗方法
　1.1靜態法
　量取一定量模擬廢水(用化學試劑KH2PO4配制而成)于三角燒瓶中，加入一定量的海綿鐵濾料及錳砂濾料，在室溫下以60r/min速度振蕩20min，然后靜置2h，取上清液用氯化亞錫法分析溶液中磷的含量，計算吸附容量及去除率。

錳砂濾料實物圖

1.2動態法
　采用φ14的有機玻璃柱，內填充10;1海綿鐵濾料及錳砂混合物，填充物高為600mm，廢水以一定流速順流通過吸附柱。用氯化亞錫法分別分析流出液達不同體積時的磷含量，計算流出液體積和磷去除率，求出吸附劑的吸附容量。
2、試驗結果及討論
　2.1靜態試驗
　2.1.1海綿鐵濾料粒徑的影響
　海綿鐵濾料粒徑直接影響磷的去除效果，選取不同粒徑海綿鐵濾料處理含磷廢水的試驗結果。隨著海綿鐵粒徑的減小，磷的去除率增加(由62.16%增加到81.48%)，但海綿鐵濾料的粒徑越小其磨損率越大，水力阻力加大，成本增高。從水質要求、經濟成本綜合考慮，試驗時選取1.5 mm的粒徑。
2.1.2 海綿鐵與錳砂配比的影響

海綿鐵多孔金屬濾料實物圖

   取5g海綿鐵濾料，加入不同配比的錳砂濾料，測定不同配比時海綿鐵濾料與錳砂濾料的處理效果。

當海綿鐵與錳砂的配比為10∶1，對磷的去除率最高，并且在動態試驗中加入適量的錳砂，可防止海綿鐵板結，減少水頭損失，因此試驗選用海綿鐵∶錳砂為10∶1。
　2.1.3溶液pH值的影響
　當模擬原水含磷濃度為50mg/L(以PO3-4計)時，吸附劑對磷的去除率與溶液pH值的關系。酸度越大，去除率越高；在中性范圍(pH值6～8)內吸附劑的吸附量基本保持不變且去除率較高，為81.12%；當pH＞9時，由于濾料表面發生化學反應而使去除率迅速降低。因此該法適合于處理酸性及中性或弱堿性含磷廢水。試驗模擬廢水的pH為6～7。
2.1.4吸附時間的影響
　試驗結果表明：吸附達80min以后，吸附劑的吸附容量基本不再變化而達到平衡，吸附量可達9.0mg/g，磷的去除率在89%以上，結果令人滿意。
　2.2動態吸附試驗
　2.2.1流速對磷去除率的影響
　準確稱取200g海綿鐵濾料和20g錳砂濾料，混合均勻后填充在￠14的有機玻璃柱內，柱高為600mm，原液起始濃度為C0＝50mg/L(以PO3-4計)，以不同的流速通過吸附層，并計算不同流速下吸附劑對磷的去除效果，結果見圖。

錳砂,海綿鐵濾料除磷效果圖

    用試驗結果可知，流速越小，去除率越高，但流速太小對實際處理工藝沒有意義，因而試驗選6m/h的流速做動態試驗。
2.2.2動態吸附試驗
　原水濃度C0＝100mg/L，流速為6m/h，自運行開始至濾料出現穿透，全部時間為10d，進水總磷酸根量為10479.34 mg，處理水量為115.7L，共吸附磷酸根量為1646.00mg，動態吸附容量為8.23mg/g，總去除率為15.7%。
3、含磷污水處理試驗
　　用海綿鐵濾料處理城市生活污水，在最佳吸附條件下，靜態試驗結果見表1。

表1城市生活污水處理結果

 可見，海綿鐵多孔濾料對城市生活污水中的磷有良好的去除效果，當投加量為10g/L時，磷的去除率可達90%以上，達到城市生活污水排放標準。
4、結語
　海綿鐵濾料與錳砂是一種金屬多孔濾料，以它作為吸附劑處理含磷廢水的技術還未見報道。本研究結果表明：用粒徑為1.5 mm的海綿鐵與錳砂10;1混合，在中性、弱酸性條件下處理含磷廢水靜態吸附容量可達9.0 mg/g，去除率為89%以上；動態試驗在流速為6 m/h的條件下吸附容量可達8.23mg/g，可以滿足處理含磷廢水的要求。該法處理含磷廢水具有高效、快速、簡便易行等優點，值得進一步研究和推廣應用。