金属多孔滤料除磷技术研究

摘要：以锰砂、海绵铁金属多孔物质对含磷废水的处理结果表明：在最佳试验条件下，海绵铁与锰砂的混合物对磷的吸附容量>9.0mg/g，磷的去除率在89%以上。

关键词：海绵铁锰砂吸附含磷废水

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及锰砂，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。

1.2动态法

采用φ14的有机玻璃柱，内填充10∶1海绵铁及锰砂混合物，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海绵铁粒径的影响

海绵铁粒径直接影响磷的去除效果，选取不同粒径海绵铁处理含磷废水的试验结果如图1所示。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1.5mm的粒径。

2.1.2海绵铁与锰砂配比的影响

取5g海绵铁，加入不同配比的锰砂，测定不同配比时海绵铁与锰砂的处理效果，结果见图2。

由图2可知，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值的关系如图3所示。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海绵铁和20g锰砂，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4。由试验结果可知，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10479.34mg，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

用海绵铁处理城市生活污水，在最佳吸附条件下可见，海绵铁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1.5mm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9.0mg/g，去除率为89%以上;动态试验在流速为6m/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。