锰砂,海绵铁金属多孔滤料除磷技术实验研究

锰砂、海绵铁金属多孔滤料除磷技术实验研究

关键字：海绵铁;海绵铁多孔金属滤料;海绵铁滤料;锰砂;锰砂滤料;吸附;含磷废水
   锰砂、海绵铁金属多孔物质滤料对含磷废水的处理结果表明：在最佳试验条件下，海绵铁滤料与锰砂滤料的混合物对磷的吸附容量＞9.0mg/g，磷的去除率在89%以上。

1、试验方法
　1.1静态法
　量取一定量模拟废水(用化学试剂KH2PO4配制而成)于三角烧瓶中，加入一定量的海绵铁滤料及锰砂滤料，在室温下以60r/min速度振荡20min，然后静置2h，取上清液用氯化亚锡法分析溶液中磷的含量，计算吸附容量及去除率。

锰砂滤料实物图

1.2动态法
　采用φ14的有机玻璃柱，内填充10;1海绵铁滤料及锰砂混合物，填充物高为600mm，废水以一定流速顺流通过吸附柱。用氯化亚锡法分别分析流出液达不同体积时的磷含量，计算流出液体积和磷去除率，求出吸附剂的吸附容量。
2、试验结果及讨论
　2.1静态试验
　2.1.1海绵铁滤料粒径的影响
　海绵铁滤料粒径直接影响磷的去除效果，选取不同粒径海绵铁滤料处理含磷废水的试验结果。随着海绵铁粒径的减小，磷的去除率增加(由62.16%增加到81.48%)，但海绵铁滤料的粒径越小其磨损率越大，水力阻力加大，成本增高。从水质要求、经济成本综合考虑，试验时选取1.5 mm的粒径。
2.1.2 海绵铁与锰砂配比的影响

海绵铁多孔金属滤料实物图

   取5g海绵铁滤料，加入不同配比的锰砂滤料，测定不同配比时海绵铁滤料与锰砂滤料的处理效果。

当海绵铁与锰砂的配比为10∶1，对磷的去除率最高，并且在动态试验中加入适量的锰砂，可防止海绵铁板结，减少水头损失，因此试验选用海绵铁∶锰砂为10∶1。
　2.1.3溶液pH值的影响
　当模拟原水含磷浓度为50mg/L(以PO3-4计)时，吸附剂对磷的去除率与溶液pH值的关系。酸度越大，去除率越高；在中性范围(pH值6～8)内吸附剂的吸附量基本保持不变且去除率较高，为81.12%；当pH＞9时，由于滤料表面发生化学反应而使去除率迅速降低。因此该法适合于处理酸性及中性或弱碱性含磷废水。试验模拟废水的pH为6～7。
2.1.4吸附时间的影响
　试验结果表明：吸附达80min以后，吸附剂的吸附容量基本不再变化而达到平衡，吸附量可达9.0mg/g，磷的去除率在89%以上，结果令人满意。
　2.2动态吸附试验
　2.2.1流速对磷去除率的影响
　准确称取200g海绵铁滤料和20g锰砂滤料，混合均匀后填充在￠14的有机玻璃柱内，柱高为600mm，原液起始浓度为C0＝50mg/L(以PO3-4计)，以不同的流速通过吸附层，并计算不同流速下吸附剂对磷的去除效果，结果见图。

锰砂,海绵铁滤料除磷效果图

    用试验结果可知，流速越小，去除率越高，但流速太小对实际处理工艺没有意义，因而试验选6m/h的流速做动态试验。
2.2.2动态吸附试验
　原水浓度C0＝100mg/L，流速为6m/h，自运行开始至滤料出现穿透，全部时间为10d，进水总磷酸根量为10479.34 mg，处理水量为115.7L，共吸附磷酸根量为1646.00mg，动态吸附容量为8.23mg/g，总去除率为15.7%。
3、含磷污水处理试验
　　用海绵铁滤料处理城市生活污水，在最佳吸附条件下，静态试验结果见表1。

表1城市生活污水处理结果

 可见，海绵铁多孔滤料对城市生活污水中的磷有良好的去除效果，当投加量为10g/L时，磷的去除率可达90%以上，达到城市生活污水排放标准。
4、结语
　海绵铁滤料与锰砂是一种金属多孔滤料，以它作为吸附剂处理含磷废水的技术还未见报道。本研究结果表明：用粒径为1.5 mm的海绵铁与锰砂10;1混合，在中性、弱酸性条件下处理含磷废水静态吸附容量可达9.0 mg/g，去除率为89%以上；动态试验在流速为6 m/h的条件下吸附容量可达8.23mg/g，可以满足处理含磷废水的要求。该法处理含磷废水具有高效、快速、简便易行等优点，值得进一步研究和推广应用。