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引言 伴随着我国化工行业的高速发展,近二十年来,我国磷化工得到了迅速的发展,并取得了令人鼓舞的成绩。我国现有磷化工生产企业300 家左右,从业人数十余万人,已形成固定资产约60亿元,约占全国化工固定资产总额的20%左右[1]。主要产品有磷矿石、硫酸、普通过磷酸钙、钙镁磷肥、重过磷酸钙、黄磷、赤磷、磷酸(包括工业级和食品级) 、三聚磷酸钠、磷酸氢钙(包括饲料级和牙膏级) 、三氯化磷、五硫化二磷、磷酸三钠、磷化锌、磷化铝、含磷农药、有机磷水质稳定剂、金属磷化剂等。磷化工行业的迅速发展给社会提供了大量的物质财富。但是,伴随着磷化工的发展而产生的环境污染状况也日趋严重。 内容来自www.paper51.com
水体富营养化已成为我国湖泊和沿海地区最突出的环境问题之一。以往研究表明,磷是绝大多数湖泊和淡水体系富营养化的控制性因子[ 2 ] ,因此防止水体富营养化的关键在于控制水体中的磷含量。目前，我国采用的传统的生物处理工艺（如活性污泥工艺）多以有机物和SS为主要处理目标，污水厂的设计和运行只考虑对有机物和悬浮物的去除，对氮的去除率只有20～50%，而对磷的去除率却只有20～30%[ 3 ]，导致出水氮和磷不能达标排放，如何有效控制并设法去除水体中的磷日益显得重要。在各种除磷方法中,吸附法有高效、快速、无二次污染、易操作等优点,因此开发和寻找吸附容量大、高效、稳定且廉价易得的吸附剂成为其推广应用的关键。红壤作为廉价易得吸附剂而倍受关注。本文从经济性、PH值、投加量、粒径大小几个方面对红壤除磷进行分析，为红壤在污水除磷工艺中的广泛应用提供理论依据。 copyright paper51.com 1不同基质对磷的吸附量比较及经济性分析 内容来自www.paper51.com 不同基质对污水中磷素的去除效果主要考虑吸附效果,同时选取基质还要考虑其易得性及其成本等因素。表1 为不同基质对磷的理论最大吸附量及其成本价格。从表中可以看出,本地红壤较炉渣、粉煤灰、沸石等基质理论最大吸附量偏低,但仍具有较大的吸附能力,且本地红壤具有易得、低成本等特点,因此,在实际应用中可采用单一红壤基质或与其他吸附基质混合使用的方法。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 表1[4] 不同基质对磷的吸附量与经济性比较 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 基质名称 paper51.com 理论最大吸附量/ (μg·g- 1 ) 内容来自www.paper51.com 价格/(元.t-1) paper51.com 沸石 copyright paper51.com 460[5] http://www.paper51.com 400 copyright paper51.com 砾石 http://www.paper51.com 107[6] copyright paper51.com 80 paper51.com 炉渣 paper51.com 8 890 paper51.com 300 copyright paper51.com 粉煤灰 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 860 内容来自www.paper51.com
120 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 本地红壤 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 233 paper51.com 35 paper51.com
由上表我们可以看出与其他常用吸附基质相比,本地红壤不仅对可溶性磷吸附量较高,且具有成本低,易获得的优点。 copyright paper51.com 2 试验材料与方法 paper51.com 2.1 试验材料 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 红壤采集自云南典型性丘陵中，先除去土体表层5～8厘米厚的土壤，再采集除去表层下的土壤于塑料袋中，置于通风处自然风干，分别过20目，40目，60目筛储于洗净并烘干的烧杯中备用。 http://www.paper51.com 2.1.1 模拟废水的制备： http://www.paper51.com 称取110℃烘干2h的KH2PO40.2199克溶于水中,移入1000 ml容量瓶,加(1 + 1) H2SO4 1 ml定容,此溶液为50.1243μg/ml磷溶液。 http://www.paper51.com 2.1.2实验仪器及药品溶液： 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 锥形瓶（250ml）、容量瓶（100ml、1000ml）、移液管（1ml、5ml、10ml、50ml）、比色管（25ml）、振荡机、离心机、烘干器、酸度计、分析天平、721S分光光度计、（1%）酚酞、6mol/L NaOH、2mol/L HCl、1ml混合试剂（50 ml2 mol/LH2SO4、5ml酒石酸锑钾溶液、15ml钼酸铵溶液和30ml抗坏血酸溶液）。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 2.2 实验方法: paper51.com
向不同pH的模拟废水中(调节模拟废水pH值分别为3、4、6、8、9、11) 分别投加一定粒径的红壤作为吸附材料置于振荡机上振荡2小时,静置后取上层清液离心(离心加速度为3000 G),钼蓝法测定溶液中磷浓度,分别计算除磷率,确定每种吸附材料工作的最适pH值；在模拟废水处于这种吸附材料最适pH条件下,改变投加量（分别投入0.4g、0.8g、1.2g、1.6g、2.0g、2.4g、2.8g）分析红壤的吸附特征。 paper51.com 3 实验结果与分析讨论 内容来自www.paper51.com
3、1 最佳PH值的测定 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
3.1.1 试验步骤 ： http://www.paper51.com
（1）量取50 ml模拟废水于锥形瓶中,调节其pH值为3.0。 http://www.paper51.com
（2）向锥形瓶中投入0.4g的红壤（粒径大小为40目）置于振荡机上震荡2小时。 paper51.com （3）2小时后将各锥形瓶中液体分别移取约10 ml,在离心机中离心后,移取上层清液5ml于25 ml比色管中,加入一滴酚酞，并用6mol/L NaOH将溶液中和至微红色再滴加2 mol/L HCl使粉红色恰好褪去，转入100ml容量瓶中，加水稀释至刻度。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com （4）从容量瓶中移取10ml溶液至25ml比色管中，加1ml混合试剂，用钼蓝法测定溶液中磷浓度计算除磷率。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com （5）将模拟废水pH值调节为4、6、8、9、11后,重复(2)(3)步,依次计算除磷率。 http://www.paper51.com
http://www.paper51.com 图1 测定磷的标准曲线图 http://www.paper51.com 3.1.2 计算公式： copyright paper51.com 计算磷的去除率的公式如下所示： http://www.paper51.com y=1.0129x； 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 10×c1=25×x； http://www.paper51.com
5×c2=100×c1； 内容来自www.paper51.com 去除率=； http://www.paper51.com
其中c1为比色管中溶液浓度 ；c2为100ml容量瓶中溶液的浓度 ；公式y=1.0129x为标准曲线回归方程，其中y代表吸光度，x代表浓度 ；50.1243为模拟废液中磷的浓度。 内容来自www.paper51.com 3.1.3 试验结果 http://www.paper51.com
表2 不同PH值下测得的吸光度及除磷率计算 paper51.com PH值 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 吸收量 内容来自www.paper51.com
除磷率（%） copyright paper51.com 3.1 http://www.paper51.com 0.539 copyright paper51.com 46.92 内容来自www.paper51.com
4.1 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 0.525 内容来自www.paper51.com 48.30 http://www.paper51.com 6.1 内容来自www.paper51.com 0.534 copyright paper51.com 47.41 paper51.com 8.2 copyright paper51.com 0.530 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 47.80 http://www.paper51.com 9.1 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
0.544 paper51.com 46.43 copyright paper51.com 11.1 http://www.paper51.com 0.570 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 43.87 paper51.com
http://www.paper51.com 图2 不同PH值下的除磷率 http://www.paper51.com 3.1.4 结果分析 http://www.paper51.com 结果表明：当红壤的用量为0.4g，温度为25℃，PH值为4.1时红壤对磷的去除效率最佳。同时从结果我们也可以看出，当PH值为4～8时红壤对磷的去除率随PH值的变化是很小的，当水体溶液pH 为11 时，红壤对磷的吸附能力下降，这可能是由于pH值影响了红壤对磷的吸附及离子间的交换作用。红壤中富含铁、铝化合物及粘粒，在pH 值低时，铁、铝化合物对磷的吸附受到抑制；而pH 值高时，红壤中的化合物朝磷的吸附方向进行，此时红壤对磷的吸附以化学吸附为主，但高的PH值影响了红壤对磷的物理吸附，所以去除率随PH值升高而下降 paper51.com 3.2 投加不同质量的红壤对吸附效果的影响 http://www.paper51.com
3.2.1 试验步骤 ： copyright paper51.com
（1）分别取50ml模拟废水于7个锥形瓶中将PH值调整为4.1。 copyright paper51.com （2）向瓶中分别投加0.4 g、0.8 g、1.2g、1.6g、2.0g、2.4g、2.8g的红壤,震荡2小时。 paper51.com （3）2小时后将各锥形瓶中液体分别移取约10 ml,在离心机离心后,移取上层清液5 ml于25 ml比色管中,加入一滴酚酞，并用6mol/L NaOH将溶液中和至微红色，再滴加2 mol/L HCl使粉红色恰好褪去。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
（4）转入100ml容量瓶中，加水稀释至刻度，移取10ml溶液至25ml比色管中，加1ml混合试剂，用钼蓝法测定溶液中磷浓度,计算除磷率。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com |