硝酸铈改性赤泥制备除磷吸附剂.pdf

化工环保
2012年第32卷第1期
ENVIRONMENTAL PROTECTION OF CHEMICAL INDUSTRY
硝酸铈改性赤泥制备除磷吸附剂
朱丽,李晔,张猛,马啸
(武汉理工大学资源与环境工程学院,湖北武汉430070
摘要」用六水硝酸铈改性赤泥并处理含磷废水。实验结果表明:当硝酸铈质量分数为0.45%、焙烧温度为500℃
时,制备的吸附剂的吸附性能最好;用该吸附剂处理含僯废水,当初始废水pH为3、振荡时间为80min时,废水
TP去除率约为95%,废水中磷质量浓度为0.41mgL,达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》
中的一级标准。该吸附剂的吸附过程符合 Langmuir吸附模型。
关键词」赤泥:硝酸铈;磷;吸附剂;废水处理
中图分类号]X703.1[文献标识码!A[文章编号」1006-1878(2012)01-0081-04
reparation of Phosphorus Removing Adsorbent from
Cerium Nitrate-modified Red Mud
Zhu Li, Li Ye, Zhang Meng, Ma Xiao
(School of Resources and Environmental Engineering Wuhan University of Technology, Wuhan Hubei 430070. China
Abstract Red mud was modified with cerium nitrate hexahydrate and used as adsorbent in the treatment of
hosphorus-containing wastewater. The experimental results show that When the mass fraction of cerium
nitrate is 0.45%c and the calcination temperature is 500C, the adsorption capability of the adsorbent is the
best; When the initial wastewater PH is 3 and the shaking time is 80 min, the removal rate of TP in the
wastewater is about 95%o, and the mass concentration of phosphorus in the treated wastewater is 0. 41 m/L
which can meet the first grade discharge standard of GB18918-2002. The adsorption process accords with
Langmuir adsorption model
Key words: red mud; cerium nitrate; phosphorus; adsorbent; wastewater treatment
磷是植物生长发育不可缺少的元素之一,但
本工作用六水硝酸铈改性赤泥,焙烧后制得吸
过多的磷进入天然水体将会引发水体富营养化。附剂,并研究了吸附剂吸附除磷的影响因素,为赤
生活污水、工业废水中的磷是导致地表水特别是湖泥综合利用开辟了新的途径。
泊富营养化的主要原因,因此生活污水、工业废水1实验部分
的排放达标,成为消除河流湖泊富营养化、保护水
体环境的重要途径。赤泥是制铝工业提取氧化1.1试剂、材料和仪器
铝时产生的污染性废渣,我国每年排放的赤泥高达
六水硝較铈、磷酸二氢钾、氢氧化钠、盐酸、抗
数百万吨。大量的赤泥不能被充分有效地利用,只坏血酸、钼酸铵:分析纯。
能依靠大面积的堆场堆放,对环境造成了严重的污
染。因此最大限度地减少赤泥的产量和危害,实现「收稿日期』2011-08-26:.修订日期2011-10-09。
多渠道、大规模的资源化利用已迫在眉睫。赤泥是作者筒介」朱丽(1986-),女,湖南省株洲市人,硬士生,
一种多孔物质,最大比表面积达到180mg,具有研究方向为水处理技术。电话1324171807,电郎
成为吸附材料的先決条件2。近年来,国内外开x91sn
基金项目」国家水体污染控制与治理科技重大专项子
展了用赤泥处理废水的实验研究,但是这些研究制专题项月(2009%X07104-001);武汉市科技攻关计划项目
备的吸附剂效果较差?。
(201060723315)。
化T.环保
82
ENVIRONMENTAL PROTECTION OF CHEMICAL INDUSTRY
2012年第32卷
实验用赤泥来自于山东省某铝业集团。赤泥成分见表1
表1赤泥成分
成分SiO2Fe2O
ALO;
K,O
烧失量
21.65
23.05
23.82
1.34
17.36
0.40
0.52
0.12
10.10
AR2140型电子分析天平:上海越磁电子科技
有限公司;KSY-60-16型马弗炉:武汉精达仪表
厂;HZQ-C型空气浴振荡器:哈尔滨市东明医疗
仪器厂;WFJ7200型可见分光光度计:尤尼柯(上
海)仪器有限公司;PHS-3C型PH计:上海宇隆
仪器有限公司;HZQ-C型真空干燥箱:上海福玛
75
试验设备有限公司。
1.2实验方法
1.2.1吸附剂的制备
硝酸铈质量分数
取一定质量分数的硝酸铈溶液,用浓度为
图1硝酸铈质量分数对废水TP去除率的影响
molL的氢氧化钠溶液或盐酸溶液调节硝酸铈溶
2.12焙烧温度对废水TP去除率的影响
液的pH大于10,将赤泥以1:50的固液比(赤泥
当硝酸铈质量分数为045%、初始废水pH为
与硝酸铈溶液的质量比)浸泡于硝酸铈溶液中,静
、振荡时间为2h时,焙烧温度对废水TP去除率的
置20b后过滤,滤渣放入马弗炉中焙烧2h,冷却影响见图2。由图2可见:当焰烧温度为30500
后研磨,过100目筛即得粒径为0.150m的改性时,废水TP去除率随焙烧温度升高而増大;当焙烧
赤泥吸附剂。
温度为500℃时,废水TP去除率趋于平缓,当焙烧
2.2静态吸附平衡实验
温度为800℃时,废水TP去除率开始下降,这是因
取0.1g改性赤泥吸附剂于150mL锥形瓶中,
为温度过高导致赤泥中的O一H结构骨架破裂,层
加入质量浓度为5mgL的模拟含磷废水100mL,以问的阳离子缩合到结构骨架上,完全丧失离子交换
浓度为1 mol/L的氢氧化钠或盐酸溶液调节初始废性能,使有利于吸附的结构遭到破坏。故应选择
水pH,以200rmin的振荡速卒振荡一段时间后,収焙烧温度为500℃。
上清液用钼锑分光光度法测定废水中的残留磷的质
量浓度?
2结果与讨论
2.1硝酸铈溶液改性赤泥吸附剂的制备
2.1.1硝酸铈质量分数对废水TP去除率的影响
当焙烧温度为500℃、初始废水pH为5、振荡
94
时间为2h时,硝酸铈质量分数对废水TP去除率
的影响见图1。由图1可见:随硝酸铈质量分数的
200300400350060