廢水中磷和氟同步去除工藝分析

磷和氟是水體中典型的污染物質(zhì).水體中存在過量的磷會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，破壞水生態(tài)環(huán)境.富營養(yǎng)化水體中極易生長的銅綠微藻和富營養(yǎng)化引起的赤潮水體，對人體健康和水廠、養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生*危害.而水中過量的氟會通過食物鏈進(jìn)入人體，導(dǎo)致氟骨病，甚至危害神經(jīng)系統(tǒng).我國對這兩種污染物質(zhì)有著嚴(yán)格的控制，在《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996) 一級標(biāo)準(zhǔn)中對總磷和氟的限值分別是0.5 mg ·L-1和10 mg ·L-1(以氟化物計(jì))，在《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006) 對氟化物的限值是1 mg ·L-1.

　　目前，廢水除磷的方法主要有生物法、化學(xué)沉淀法、吸附法、膜技術(shù)處理法等;除氟方法主要有吸附、沉淀、離子交換以及膜分離技術(shù)等.其中吸附法因工藝簡單，條件易控，運(yùn)行可靠，且可達(dá)到深度處理的目的，而受到廣泛關(guān)注.吸附劑是吸附法的核心，眾多的吸附劑被開發(fā)出來用于磷和氟的去除，其中某些金屬氧化物吸附劑由于能與磷、氟離子形成配位絡(luò)合物，具有良好的吸附選擇性而日益引起研究者重視.楊碩等用共沉淀法制備出除氟的羥基氧化鋯，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)控制沉淀時(shí)間為10 h，沉淀終點(diǎn)pH值為7左右，烘干時(shí)間為72 h，焙燒溫度在100℃以下時(shí)，可以得到高吸附容量的除氟羥基氧化鋯;Dou等利用光譜學(xué)的方法研究了納米水合氧化鋯 (HZO) 除氟的性能和原理，該研究表明，HZO通過表面的自由羥基與F-進(jìn)行配體交換來吸附F-，在pH值為4和7時(shí)，zui大吸附量分別為124 mg ·g-1和68 mg ·g-1，酸性條件能促進(jìn)配體交換的進(jìn)行. Su等的研究也發(fā)現(xiàn)納米氧化鋯對磷的吸附屬于內(nèi)層絡(luò)合吸附，pH值在6.2時(shí)，zui大吸附量達(dá)到99.01 mg ·g-1，且具有很好的選擇吸附性，其表面的羥基起到了關(guān)鍵作用. Connor等研究了二氧化鈦對磷的吸附性能，結(jié)果表明，磷酸根可以與二氧化鈦表面形成二齒配位體絡(luò)合物.然而，這些金屬氧化物在常態(tài)下通常以微納尺寸的形式存在，直接應(yīng)用于固定床或其他流態(tài)吸附系統(tǒng)中時(shí)存在水損大、易流失和難回收等缺點(diǎn).為此，有研究者開始將金屬氧化物與大顆粒的多孔載體相結(jié)合來制備復(fù)合吸附劑以突破金屬氧化物難以工程應(yīng)用的技術(shù)瓶頸.辛琳琳等將Ti和La負(fù)載到活性炭上制備出復(fù)合吸附材料TLA，并研究了其砷氟共除的性能;Pan等將水合氧化鐵 (HFOs) 負(fù)載到樹脂制備復(fù)合吸附劑用于去除水體中的磷，研究結(jié)果表明，離子交換樹脂表面含有固定電荷的載體，由于Donnan膜效應(yīng)，具備對水中帶反電荷的污染物離子的預(yù)富集作用，從而可以強(qiáng)化吸附劑對磷的去除，顯示了樹脂載體的*優(yōu)勢.