摻鋁碳酸鈣除磷及CaCO3-沸石復(fù)合材料同時去除氮磷的研究.pdf

1、水體中氮磷含量過量會引發(fā)水體富營養(yǎng)化，因此，降低水體中氮磷的濃度顯得十分必要。本文從以下三個方面對去除水體中氮磷進(jìn)行了研究。一，合成摻鋁碳酸鈣，提高碳酸鈣去除磷酸鹽的性能；二，合成能夠同時去除水體中氮磷的碳酸鈣/沸石的復(fù)合材料；三，對碳酸鈣/沸石復(fù)合材料的合成條件、方法，進(jìn)行改性，選擇最優(yōu)同時去除水體中氮磷復(fù)合材料的合成條件。水體中的磷是引發(fā)水體富營養(yǎng)化的重要原因之一，降低水體中磷酸鹽濃度能夠有效抑制水體富營養(yǎng)化。先前研究表明，碳酸鈣具

2、有去除磷酸鹽的性能，但堿性環(huán)境下，方解石去除磷酸鹽效率低，限制了其使用范圍。本文提出了向合成碳酸鈣中摻雜鋁離子，改性碳酸鈣除磷性能的設(shè)想。實驗結(jié)果表明，摻雜鋁離子導(dǎo)致碳酸鈣晶體形貌發(fā)生巨變，從規(guī)則小球形向無定型轉(zhuǎn)換，Zeta電荷零電位點發(fā)生偏移，表面電動電勢降低，去除磷酸鹽性能提高，適用pH范圍得到拓展。摻鋁碳酸鈣吸附磷酸鹽滿足Freundlich吸附模型，沉淀法是摻鋁碳酸鈣去除磷酸鹽的主要形式。比對樣品吸附磷前后紅外譜圖，羥基磷酸鈣(

3、HAP)和磷酸鋁是摻鋁碳酸鈣去除磷酸鹽的主體形式。制備所得摻鋁碳酸鈣能高效去除水體中的磷。
　　本文進(jìn)行了合成碳酸鈣/沸石的復(fù)合材料同時去除氮磷的研究。通過SEM、XRD和EDX譜圖分析，可以判定碳酸鈣、沸石進(jìn)行了有效復(fù)合，生成了具有小球型的新晶體。復(fù)合材料吸附氮磷實驗表明：堿性環(huán)境下，復(fù)合材料能夠同時高效去除溶液中的氮磷，達(dá)到徹底抑制水體富營養(yǎng)化的目的。同時，碳酸鈣/沸石的質(zhì)量比決定了復(fù)合材料去除溶液中氮磷效率，吸附氮磷均滿足l

4、angmuir吸附模型，但復(fù)合材料脫氮除磷去除機理不同，除磷通過化學(xué)沉淀，除氮主要為離子交換。比較結(jié)果表明，pH條件為9，碳酸鈣/沸石質(zhì)量比1:4的復(fù)合材料，能夠同時高效去除水中氮磷。本實驗表明單一材料能夠同時去除氮磷，改變了同種材料不能同時去除水體中氮磷的傳統(tǒng)觀點。盡管上述碳酸鈣/沸石復(fù)合材料能夠同時去除水體中的氮磷，但為近一步提升該復(fù)合材料去除水體中氮磷的性能，對其進(jìn)行了各項改性嘗試。結(jié)果表明，煅燒明顯地改變了復(fù)合材料的晶體形貌，負(fù)

5、載球霰石轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定態(tài)方解石，降低了復(fù)合材料去除磷酸鹽性能，提升了去除銨根離子效率。與此同時，攪拌時間，攪拌速度對復(fù)合材料的脫氮除磷性能均影響有限。為均勻分散碳酸鈣在沸石表面，合成攪拌速度選擇700-1100 r/min。沸石進(jìn)行酸堿鹽預(yù)處理改性，結(jié)果表明，負(fù)載碳酸鈣，會抑制沸石改性效果。分析比較得出，75℃水浴下，碳酸鈣/沸石質(zhì)量比1:4進(jìn)行快速攪拌1小時，為能同時高效去除氮磷合成復(fù)合材料的最優(yōu)合成方法。綜上所述，本文合成了新的去除廢水