铁一铈复合污水除磷剂对磷的吸附效果及影响因素研究

传统的除磷方法包括生物除磷及化学除磷，但都存在些工程上难解决的问题。近年来，吸附法作为一种可替代的物化除磷方法受到重视，但尚未大规模应用。研究显示，天然物质的磷吸附容量都很低，因此耐高效吸附剂的研究已成为热点之一。

1、吸附剂材料的制备

按n(FeCl3)：n(Fecl₂)=2：1配制铁盐混合溶液，并加入一定量的Ce(SO4)₂形成三组分混合溶液，另配制5mol/L的NaOH溶液，保持反应温度恒定并均匀搅拌，以不同的混合方式进行三组分混合溶液的水解共沉淀反应，直至产物的pH值达到9一10后继续恒温搅拌30min．使沉淀物充分分散。然后对沉淀物进行多次澄清、过滤、水洗，至清洗水与滤出水的pH值基率一致，即可认为水洗完全较后对过滤沉淀物在控制温度下进行干燥、研磨和粉碎，得到试验用吸附剂。

2、吸附量的测定与比较

制备50mg/L(以P计)的KH₂PO₄溶液作标准溶液。取若干250mL的锥形瓶，每个瓶中加人100mL的标准溶液和0.1g吸附剂，放入恒温振荡器(25℃，150r/min)进行吸附反应。待反应完全(48h)后，取上清液经0.45μm滤膜过滤，甩氯化亚锡还原光度法测定滤出液磷浓度，并计算出单位质量吸附剂的磷吸附量。

对所有合成吸附剂在相同吸附条件下进行吸附量比较和筛选。

3、吸附剂的测定及分析

选择不同条件下合成的吸附剂样品，用Quantaehrome自动比表面测定仪测定比表面积；用BrUkerXRD-D8多晶X射线衍射仪测定结晶状况；用PHI5300型X射线光电子能谱仪测定吸附剂表面元素及价态。

4、结论

通过对共沉淀法铁一铈复合污水除磷剂合成的正交试验得出，吸附剂的吸附除磷性能受沉淀反应温度、金属盐溶液组成、沉淀滤出物干燥温度等因素的影响而受Ce盐含量的影响较为突出，在Ce含量为22%时达较大值。通过对不同Ce含量复合污水除磷剂的比表面积测量和XRD测量，并与吸附量曲线比较发现，吸附量主要受其比表面积影响，而结晶破碎是复合吸附剂比表面积增大的主要原因。另外Ce4+与Fe2+的氧化还原对吸附剂比表面积的增加从而形成高吸附容量的吸附剂都起着重要作用。