CN109724927A

CN109724927A - 一种块状填料在实际应用中磷吸附量的测算方法

Info

Publication number: CN109724927A
Application number: CN201811577879.0A
Authority: CN
Inventors: 付为国; 张进权; 薛珂
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-05-07

Abstract

本发明公开了一种块状填料在实际应用中磷吸附量的测算方法，涉及污水处理技术领域。该方法通过配制一定浓度的含磷水体，选择和加工块状填料，并将加工后的填料浸入含磷污水中进行多次实际吸附，最后将多次填料磷实际吸附量进行累积，从而得到填料磷最大吸附量，克服传统填料磷吸附量测定中存在的诸多缺陷。

Description

一种块状填料在实际应用中磷吸附量的测算方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种块状填料在实际应用中磷吸附量的测算方法。

背景技术

废水的吸附处理，主要是指利用填料的物理吸附和化学吸附性能，去除或降低废水中污染物质的过程。填料的吸附作用是人工湿地系统除磷的最主要途径，通常占总除磷量的80％以上。但填料在实际使用过程中容易吸附饱和，不仅使人工湿地等去污设施丧失除磷功能，部分填料甚至会释放已吸附磷元素，造成二次污染，故探究填料磷的吸附量至关重要。

当前，常见的填料吸附量测定方法可分为两种。一种是等温吸附模型，该模型无论填料在实际应用的大小，都将填料粉碎过筛，并使用恒温摇床振荡加快吸附，最后运用Langmuir方程和Freundlic方程来描述获得理论吸附量。另一种则是动态吸附测定，该吸附量测定方法通过使用水泵提供动力使水体流过填满填料的吸附柱，通过检测出水水质获得填料吸附量。上述两种测定方法虽均可获得较为准确的填料吸附量，但仍存在以下某些缺陷：等温吸附模型需将填料粉碎成粉末状，而在实现应用中多数填料却为块状,因此所测定的吸附量往往远超过实际应用中所具有的吸附量，致使其实践指导意义大大削弱。而动态吸附测定中，需要使用水泵模拟水体流动，不仅工程量大，费用高，而且在动态吸附测定中，填料吸附量测定结果通常受水体流速影响较大，流速越快，穿透时间越短，吸附量则越少。流速越慢，则反之。

发明内容

技术问题：本发明是将填料碎块进行多次浸入污染水体内吸附，再将多次实际吸附量累积成填料最大吸附量，整个操作过程简单易行，可得到更加接近实际应用中填料所具有的吸附量，从而克服上述填料吸附量测定中存在的诸多问题。

技术方案：为实现以上目的，一种块状填料在实际应用中磷吸附量的测算方法，按照下述步骤进行：

(1)含磷水体的配制

配制总磷浓度为50-100mg/L的3L污水，总磷浓度过低或水量过小，填料吸附饱和所需时间过长；总磷浓度过高或水量过大，水体总磷浓度变化不显著，难以得到准确的饱和吸附量。

(2)填料的选择与加工

选择成型的常见除磷块状填料(如加气混凝土砌块)，然后将其切割成拳头大小。选择块状填料，是为了污水更换时直接转移填料即可。填料质量过小，水体总磷浓度变化不显著；填料质量过大，填料吸附饱和所需时间过长。

(3)填料总磷实际吸附量的测定

将加工后的填料置入含磷污水中，以3天为一个周期，每个周期后采集水样测定污水总磷浓度，同时，将吸附后的污水更换为初次配制的等量等磷浓度的污水，直至污水总磷浓度为预先配制水体磷浓度的95％及以上，则停止实验。其中，本方法需重复次数需≥3，最终将各重复取均值，各重复所采用填料的质量应基本一致，水体总磷的测定方法为钼酸铵分光光度法。

(4)填料总磷实际吸附量计算

填料实际磷吸附量的计算公式为Q_max＝∑Qi其中i＝1,2,...,n。Qi为第i周期填料吸附量(mg/kg)，第n周期则为最后一个周期的吸附量即停止实验前一周期的吸附量。进一步所述的第i周期的吸附量计算公式为Qi＝(c₀-c_e)v/m，其中c₀为初次配制水体总磷浓度(mg/L)，c_e为第i周期测定所得水体总磷浓度(mg/L)，v为配制含磷水体总体积(L)，m为填料质量(kg)。

综上所述，依照本发明公布一种块状填料在实际应用中磷吸附量的测算方法存在以下诸多优点：

首先，所使用的填料为块状填料，更加接近实际应用，且所获得的填料最大磷吸附量为填料在水体中实际磷吸附量累积所得，具有更强实践指导意义。其次，整个测定过程，操作简单便捷，省时省工，且在静态水体中采集水样测定磷含量，易获得更为准确的填料吸附量。

4、具体实施方式

利用本技术测定块状填料在实际应用中磷吸附量，其实施过程如下：

(1)配制总磷浓度为100mg/L的3L污水。

(2)本实例填料选用加气混凝土碎块(可直接购自于建材市场或生产厂家)，它是一种具有保温、防火和抗冻性能而被广为利用的建筑材料，施工过程中产生的大量废渣，常作为建筑垃圾被废弃。该材料主要由粉煤灰、生石灰、水泥、石膏及少量发气剂铝粉膏组成，空隙度大，容重在400-700kg/m3范围，可漂浮于水面，富含对磷素具有较强吸附能力的活性氧化硅、氧化钙、氧化铁、氧化铝等物质。本实例将规格为60cm×24cm×10cm的加气混凝土原砌块切割成高度为10cm，截面边长约14cm，质量为300-320g的正三棱柱状碎块。

(3)将加工后的加气混凝土置入3L含磷污水中，以3d为一个周期，每个周期后采集水样测定污水总磷浓度，同时，将吸附后的污水更换为初次配制的等量等磷浓度污水，直至污水总磷浓度为预先配制水体磷浓度的95％及以上，则停止实验。其中，实验重复3组，最终结果取各重复均值，3组重复所采用填料的质量基本一致，水体总磷的测定方法为钼酸铵分光光度法。

(4)加气混凝土实际磷吸附量的计算公式为Q_max＝∑Qi其中i＝1,2,...,n。Qi为第i周期填料吸附量(mg/kg)，第n周期则为最后一个周期的吸附量即停止实验前一周期的吸附量。进一步所述的第i周期的吸附量计算公式为Qi＝(c₀-c_e)v/m，c₀其中为初次配制水体总磷浓度(mg/L)，c_e为i第周期测定所得水体总磷浓度(mg/L)，v为配制含磷水体总体积(L)，m为填料质量(kg)。不同周期吸附后污水磷浓度测定结果如表1所示；加气混凝土实际磷吸附量测定结果如表2所示，经过多次累积可知，加气混凝土的实际应用中磷吸附量为

3385.98mg/kg.

表1不同周期吸附后污水磷浓度测定结果

表2加气混凝土不同周期的磷实际吸附量

采用本技术测定填料磷吸附量，与其他常见的填料磷吸附量测定方法相比，具有以下效果：首先，所使用的填料为块状填料，更加接近实际应用，且所获得的填料最大磷吸附量为填料在水体中实际磷吸附量累积所得，具有更强实践指导意义。其次，整个测定过程，操作简单便捷，省时省工，且在静态水体中采集水样测定磷含量，易获得更为准确的填料吸附量。

Claims

1.一种块状填料在实际应用中磷吸附量的测算方法，按照下述步骤进行：

(1)含磷水体的配制

配制总磷浓度为50-100mg/L的3L污水，总磷浓度过低或水量过小，填料吸附饱和所需时间过长；总磷浓度过高或水量过大，水体总磷浓度变化不显著，难以得到准确的饱和吸附量；

(2)填料的选择与加工

选择成型的常见除磷块状填料(如加气混凝土砌块)，然后将其切割成拳头大小；选择块状填料，是为了污水更换时直接转移填料即可；填料质量过小，水体总磷浓度变化不显著；填料质量过大，填料吸附饱和所需时间过长；

(3)填料总磷实际吸附量的测定

将加工后的填料置入含磷污水中，以3天为一个周期，每个周期后采集水样测定污水总磷浓度，同时，将吸附后的污水更换为初次配制的等量等磷浓度的污水，直至污水总磷浓度为预先配制水体磷浓度的95％及以上，则停止实验；其中，本方法需重复次数需≥3，最终将各重复取均值，各重复所采用填料的质量应基本一致，水体总磷的测定方法为钼酸铵分光光度法；

(4)填料总磷实际吸附量计算

填料实际磷吸附量的计算公式为Q_max＝∑Qi其中i＝1,2,...,n；Qi为第i周期填料吸附量(mg/kg)，第n周期则为最后一个周期的吸附量即停止实验前一周期的吸附量；进一步所述的第i周期的吸附量计算公式为Qi＝(c₀-c_e)v/m，其中c₀为初次配制水体总磷浓度(mg/L)，c_e为第i周期测定所得水体总磷浓度(mg/L)，v为配制含磷水体总体积(L)，m为填料质量(kg)。