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摘要 e p i 除磷机理和特性研究 摘要 磷是地球中维系生命的主要元素之一，也是构成生物体并参与新陈代谢过程必不可少的 元素另一方面，磷也是引起水体富营养化的关键营养物质近年来，河流、湖泊、海洋等 水域的水质有恶化的现象，富营养化问题时有发生，对湖泊、水库等封闭水体影响尤为严重。 因此，研究开发经济、高效的除磷材料是当今削减磷排放，控制水域富营养化的一个研究重 点。研究内容如下： 1 ) 用工业废渣进行高效复合除磷材料( e p r c ) 的复配。选取钢渣、粉煤灰作为复配基 材，通过一定工艺，复配成型除磷材料，综合力学、除磷效果等各种因素，确定最佳配比。 2 ) 通过静态吸附试验，研究e p r c 除磷性能和机理。研究结果表明，e p r c 对磷的吸附 符合经典的l a n g m u i r ) 弓- 程e p r c 对磷的吸附为吸热过程，且反应是自发进行，对温度是轻 度敏感的该吸附反应属于化学吸附，且以离子交换反应为主。e p r c 对磷的吸附符合一级 动力学模型。e p r c 的投加量与磷的去除率成正相关e p r c 粒径越小，吸附效果越好：且随 着反应温度的升高，吸附量增加溶液初始皿仁4 时e p r c 的吸磷速率最大，溶液初始p h = 1 0 时e p r c 的吸附容量最大。s 0 4 2 。等阴离子对e p r c 吸附磷均有吸附竞争作用，e p r c 对氨氮 有一定的吸附能力。 3 ) 通过填料柱动态吸附试验研究了不同负荷下填料柱的吸附周期。在较低负荷时， o 5 c me p r c 在所运行周期内有均能很好得吸附磷。运行时间8 5 d 之前，出水浓度一直保持 在o 5 m g l 以下。在较高负荷时，o 5 0 r ee p r c 在2 2 天之前一直处于稳定运行状态，浸泡后 填料柱的稳定运行周期只有8 天。双柱串联后吸附容量变大 4 ) 研究了e p r c 的安全性问题，并探讨了材料的最终处置。结果表明，e p r c 处理出水 重金属含量均达到 地表水环境质量标准( g b 3 8 3 8 2 0 0 2 ) 类水质要求；同时达到污 水综合排放标准( g b 8 9 7 8 - 1 9 9 6 ) 一级标准。e p r c 在清水与热水中的脱附率均很低( 1 0 ) 中，磷脱附率达9 9 以上，可以对磷进 行回收在较低浓度h 2 s o ( 溶液( 0 5 ) 中，e p r c 保持粒状，并有部分磷析出，可以考 虑将e p r c 再次投入水中进行吸附。 关键词：除磷，材料，吸附，工业废渣 东南大学硕士学位论文 t h em e c 日r a n i s ma n dc a r a c t e r i s t i co f e f i c i e n tp h o s p h o r u sr e m o v a lc o m p o s i t ei n a b s t r a e t d e p h o s p h o r i z 厶l t i o n p h o s p h o ri so n go ft h em a i ne l e m e n t sf o rk e e p i n gl i f ei nc a r t h ，趣w c ua s 越i n d i 基p e m a b l c c l c m c n tw h i c hc o m p i l i gt h eo r g a n i s ma n dp a r t i c i p a t i n gi nt h em e t a b o l i s m o nt h eo t h e rh a n d , p h o s p h o ri t h ek e yn u t r i m e n t a lc l e m e n tn f i s i n gw a t e rc n t r o p h i c a t i o n i nr c c c r l ty e a r s ，w a t c - r q u a l i t yi nr i v e r , l a k e sa n do c c i l n 孤a 基i sg e t t i n gw o 堪c ，e s p e c i a l l yi n f l u a a g c st oe 1 0 6 e dw a t e ra r a 越l a k e sa n dr e s e r v o i r t h e r e f o r e ，t oa t u a yn n dd e v c l o pc e o n o m i o a l a n dc f l i c i c n tp h o s p h 0 1 1 1 1 8 r , a o v a lo o m p o s i t ci js t i l l 孤i m p o r t a n tp a r tt o8 t u d yf o rw a t e rp o l l u t i o no o n t r o ln o w a d a y s t h e r e s e a r q hc o n t e n t s 玳a bf o l l o w i n g ： a d o p t i n gi n d m t r i a lr e s i d u et om a k ee f f i o i c n tp h o s p h 隅r e m o v a lc o m p o b i t c ( e r r c ) s e l e c ts t e e l s l a ga n df l ya s h 越b a s i cm a t c r i a t t h r o u g hi 。c l t l l i np r o c c 8 8 ，m a k ei t i n t op h o s p h o n l t l ir e m o v a l c o m p 0 6 i t c , e o m b i n c dw i t i ia l lf a c t o r l 锄m c c h a n i ，锄dd e p h 0 6 p h o r i z a t i o nc f l e e t , c o l f f i r m c dt h e b e s tm i x i n gr a t c s t u d ye p r cp h 0 6 p h nr e m o v a lc a p a b i l i 哆a n dm e g h a n i s mt h r o u g hs t a t i oa b s o r p t i o n a 币池e n o n t h ci r c b c & l r c hr e s u l ts h o w st h a te p r ct op h o s p h 锄暑a b a o r p t i o ai s o t h e r m a l e q u a t i o nc o m p l y 谢吐io l a s s i g a ll 脚a g m u i re q u a t i o n e p r ct op h o g p h h oa b s o r p t i o np r o c e s si 。a h e a ts u o t i o l ap l r o c 鹤s t h ca c t s o w t i o nr e a c t i o ni sd a c m i s t r ya d s o r p t i o n , a n dm a i n l yb a s e0 1 1i o n e x c h a n g e f i 墙to r d e rd y n a m i om o d e lc a nb e t t 盯j l h o wp h o s p h o r u s si s o t h e m a a la d s o r p t i o n d y n a m i c 塔p i 懈st ow l l t c l s o l u t i o n t h ed o s a g eo fe p r ci si nd i r c c tp r o p o r t i o nt or , h o s p h o l l l i s r e m o v a lr n t c t h es m a l l e rt h ce p r cg n i i l ，n i eb e t t e rt h ea d s o r p t i o nc f f e c t ；a n d 鹬t h er e a c t i o n t e m p c r a t u r cr i s i n g ，t l a ci d s o r p t i o l am o u n t sr i s e s w h c l lt h ea o l u t i o nf t r a ti ap i - i = 4 ，n d s o r p t i o nr a t c t c a e h c 8t h eu t m o s t w h e nt h es o l u t i o nf i r s ti 8p l _ 1 0 ，e p r cn d s o r p t i o nv o l u m ei st h eb i g g e s t n e g a t i v ci o n 越s 0 4 h a v ca d s o r p t i o l lo o m p c t i t i o nt oe p r cp h o b p h 鲫碍a & o r p t i o n , m e a n w h i l c ， e p r ca l s ol a a v ci l o l n ca , l s o w t i o l ic a p a c i t yt oa m m o n i an i t r o g e n s t u d ya d s o r p t i o np e r i o do ff i l l e de , o l u m nu n d e fd i f f c r 曲tl o a d i n gc o n d i t i o l at h r o u g hd y n a m i c f i l l e dc o h m ma d s o r p t i o ne x p c r 证e n t a t i o n u n d e rc , o n v 锄t i o n a ll o a d , o 5 c me p r cc 锄w e l la d s o r b p h o s p h hi nt l a cr u n n i n gr , c r i o , tb d o r cr u n n i n gt i m er c a g h c s8 5 c t , w a t c l ro u t l e tc o n c c n t r a t i o nc a l l k e p tb e l o w0 5 m g l u n d e rh i 【g hl o a dc , o n d i t i o 血，o 5 锄e p r ci s8 t i l l i i ii t a b l cf r a m i n gs t a t e2 2 d a y lb e f o r e a f t e rd i p p i n g ，8 t a b l en a m i n gr 嵋r i o do ff i l l c de , o l u m ni so n l y8d a y s w h e nt i e st h e t w oc o l u m mt o g e t h e r , t h ca d s o w t i o e , a p a c i t yg e t sb i g g e r t i mp a p e ra l s os m d i e st h es a f e t yp r o b l 锄a so fe p r c , a n dp r o b ei nm a t ：a i a lf i n a lt r e a t m e n t t h er e s u l ts h o w st h a t t h eh e a v ym e t a lo o n t e n ti nc f f l u e n ta l lm c c tt h er e q u i r e m e n to f w a t e r q u a l i t yi nw a t e re n v i r o n m e n tq u a l i t ys t a n d a r d ( g b - 3 8 3 8 2 0 0 2 ) ，a n dq u a l i f i e dt ot r e a ta o u l t l ： w a t t , m e a n w h i l ei tr c a c h e st h ef i r s tg r a d cs t a n d a r da sp e ri n t e g r a t e di v a s t e w a t e rd i s c h a r g e s t a n d a r d ( g b8 9 7 8 - 1 9 9 6 ) d c t 们h m e n tr a t e so f e p r ci nc i e a nw a t e r a n dh o tw a t e rl u t ：a l lv e r y l o w ( l o ) ，d e t a c l u l a c n tr a t e 8o fe p r ch a s r c a c h c db i g g e rt h a n9 9 ，a n dt h ep h o s p h o i d sc 弛b er l a i m e df o rm c b u ti nh 2 s 0 4s o l u t i o n 摘要 w h i c hw i t hal o w e rc o n c e n t r a t i o n ( m g g 。在i f r c u n d l i c h 方程中，k f 表示吸附 能力，k 擅越大，吸附剂的吸附能力越强。n 值反映吸附剂的吸附强度，当i n 2 时，吸附很难进行。可以看出，粉煤灰具有很强的磷吸附能力， 容易吸附水体中的磷，可以用作除磷吸附剂 磬 = ￥ 一 p ( n i g - l - 1 ) 图3 - 1 粉煤灰吸附等温线 表3 3 粉煤灰吸附等温方程及其相关参数 l a n g m u i r 吸附等温方程 f r e u n d l i c h 吸附等温方程 q f f i ( m g g )b ( l m g ) ， k f 1 n r 2 9 9 90 7 6 90 9 9 9 57 3 l0 0 8 30 9 4 6 2 3 2 1 2 吸附时间对粉煤灰吸附磷的影响 称取o 5 9 粒径为7 0 目以上粉煤灰加入2 5 0 m l 具塞锥形瓶中，配制5 m g l ( 以p 计) k h 2 p o , 溶液2 5 0 m l ，加入锥形瓶中放入2 5 ( 2 恒温振荡器中，按一定时间间隔进行取样， 用紫外可见分光光度计测定上清液磷吸光度。 表3 4 为吸附时间对粉煤灰吸附除磷的影响。可见，粉煤灰对磷有较好的吸附去除效果， 在2 h 内溶液中磷的浓度可从5 m g l 降低到1 6 8 m g l ，磷的去除率达到6 6 4 ；在3 h 内， 剩余磷浓度为o 0 4 1 m g l ( 0 5 m g l ) ，磷去除率达到9 9 2 ，达到国家一级( a ) 排放标 准( g b l 8 9 1 8 - 2 0 0 2 ) 以后，随着时间的延长，剩余磷浓度已变化很小因此，可认为此反 应条件下粉煤灰对磷的吸附平衡时间为3 h 。 9 东南大学硕士学位论文 3 2 2 钢渣吸附除磷特性研究 3 2 2 1 钢渣吸附等温线 称取o i g 粒径为7 0 目以上钢渣加入至2 5 0 m l 具塞锥形瓶中，加入2 5 0 m l 浓度分别为 0 5 、5 、l o 、2 0 、4 0 、6 0 、8 0 、1 0 0 、2 0 0 m g l 的k h 2 p 0 4 ( 以p 计) 溶液。置于2 5 恒温振 荡器中震荡，待2 l l 吸附平衡后，用紫外可见分光光度计测定溶液中剩余磷浓度。 试验结果如图3 - 2 所示分别用l a n g m u i r 吸附方程( 式3 2 ) 和f r e u n d l i o h 吸附等温方程 ( 式3 3 ) 进行拟合，结果见表3 3 所示。尽管f r c u n d l i o h 方程和l a n g m u i r 方程都能很好地 描述钢渣对磷的等温吸附特征，但从相关系数来看，l a n g m u i r 方程对该过程的描述更为准确， 这与文献报道的结论相一致p 引根据l a n g m u i r 方程，计算出钢渣对磷的最大饱和吸附量 为1 0 8 6 9 m g g 。在_ f m m d u o h 方程中，k 疽为7 2 8 6 2 ，说明吸附剂的吸附能力很强。n 值反 映吸附剂的吸附强度，当1 n 为0 0 8 0 ( 0 1 4 1 1 。 表4 4 不同粒径e p r c 吸附不同初始浓度磷溶液的热力学参数 4 3 3 2 吸附活化能 阿仑尼乌斯( a r h c n i u s ) 公式常用于对反应活化能的求解，其线性表达式为1 4 0 】： l l i ( 七) = i n ( a ) 一而e o ( 4 9 ) 式中：助反应速率常数；a 为指前因子；日为反应活化能( k j m 0 1 ) ；r 为理想气体常数 ( j m o l k ) ；功绝对温度( k ) 在4 3 2 节中求得了3 种温度下的磷吸附动力学反应速率常 数七，分别用k l 、k 2 对l n ( 七) 和1 0 0 0 尢莲行直线拟合，如图4 - 5 所示，根据直线的斜率可求 得e p r c 吸附磷的活化能，对于一级反应动力学模型，所得e a l 为3 3 4 0 k j t o o l ，对于二级反 应动力学模型，所得e a 2 为6 3 6 3k j m o l 。对于表观活化能e a 8k j t o o l ，其中离子交换反应的能量范 围为8 - - 1 6 k j m o l m ，故该吸附反应属于化学吸附，且以离子交换反应为主，表中求得的 q d a - - 与l a n g m u i r 方程拟合所得q 结果相一致 量。 图4 - 6 e p r c 吸附磷的d - r 方程 4 3 4e p r c 性状对除磷效果的影响 4 3 4 1 粒径对除磷效果的影响 图4 - 7 ( a - o ) 为不同粒径e p r c 在不同p h 值条件下对除磷的吸附特性。由图可见，在 各p h 值条件下，本试验三种粒径中，粒径为o 5 锄的e p r c 除磷效果最佳，其次为1 0 m e p r c ， 效果最差的为2 0 m 的在p h = 7 条件下，o 5 c m 的磷去除率为9 3 9 ，1 0 me p r c 的除磷率 为7 6 9 7 ，2 0 m 的磷去除率为6 8 0 。可见，随着粒径减小，磷去除率逐渐增大，粒径从 o 5 0 m 到i c m 再到2 c m 时，磷的去除率分别减少了1 5 4 和2 6 7 。可见，粒径大小对去除 率的影响十分显著，且粒径大小对吸附平衡时间的影响也较显著，以p h ：7 条件为例，0 5 0 m o 5 o 5 o 5 o 5 o 5 o 5 2 ，o o旬一。之之o o e p r c 静态吸附除磷研究 和l o r e 粒径e p r c 在吸附2 4 h 后已经基本达到平衡，2 0 r e 粒径e p r c 则在3 2 h 以后达到平 衡。粒径越小，吸附作用进行得越快，达到吸附平衡所需的时间越短。这是因为e p r c 为单 层吸附，粒径越小，单位质量吸附剂的比表面积越大，利用率越高，相对提高了物理活性， 从而对吸附越有利，这也从一个侧面证明了该吸附符合l a n g m u i r 单层吸附等温模型。 采用一级和准二级动力学模型对不同粒径e p r c 在各p h 值条件下吸附除磷动力学过程 进行分析，结果见表4 6 。可以看出在相同p n 值条件下，随着粒径增大，反应速率逐渐减小， 这一现象在两个动力学模型中都有很好体现，说明粒径大小对吸附作用影响显著。且在两个 动力学模型中，o 5 0 r e 和1 c me p r c 的拟合度较好，均r 2 o 9 6 ，而2 0 r e 的拟合度较差，原因 可能为2 0 me p r c 粒径较大，在造粒过程中可能未能完全凝结基材，使颗粒表面不均匀，置 于水中容易掉灰，从而造成“多层”吸附，模型中拟合的最大吸附量偏大。 零 、- 一 簪 袋 q 毽 弓 簪 鹱 司 肇 吸翻时问m c a ) p h = 4 吸附时i m ( b ) p h = 7 东南大学硕士学位论文 8 0 6 0 嚣 妹 j4 0 筮 2 0 01 02 03 04 05 06 0 吸盼时阳m ( c ) p h 1 0 图4 - 7 不同p h 条件下粒径对磷去除的影响 表4 6 不同粒径e p r c 吸附除磷一级、准二级动力学方程及相关参数 邮器a 嘲鬻k l 删，他毒。篙篡型， 0 5 4 8 00 1 1 3 0 9 9 8 50 0 2 15 7 40 9 9 1 3 4 l4 0 40 1 0 80 9 8 3 80 0 2 14 8 7 0 9 8 0 8 2 23 9 70 0 4 20 9 4 0 50 0 0 56 0 1 0 9 4 1 4 2 0 54 6 50 1 0 70 9 9 3 50 0 2 05 6 3 0 9 8 7 8 714 。1 10 0 7 80 9 7 6 90 0 1 35 3 2 0 9 6 0 0 23 8 30 0 5 70 9 4 3 5 0 0 0 85 3 80 9 2 9 5 0 54 6 20 1 4 3 0 9 8 2 10 0 3 15 3 70 9 7 9 9 1 0 l 4 2 7 0 0 8 6 0 9 8 3 9 0 0 155 3 70 9 7 3 9 2 4 1 5 0 0 5 10 9 3 7 60 0 0 75 6 1 0 9 2 4 6 4 3 4 2 投加量对除磷效果的影响 表4 7 为不同投加量的实验结果，由表可见，随着投加量的增加，吸附效果变好，但单 位吸附质的吸附量随之减少。投加量为2 9 时，磷去除率已经达到8 4 2 7 说明该材料在出 水磷浓度要求不很高时，有较高应用价值。投加量为3 5 9 时，出水t p 浓度为0 4 5 r a g l 1 2 ) 时，溶液中过多的o h 会与磷酸根 离子竞争e p r c 上的活性中心，从而降低了对磷的吸附速率【1 9 】。 癣 、- ， 菇 壁 t 1 鏊 吸附j fmm 图4 - 8 不同初始p h 值对磷吸附的影响 4 3 5 2 吸附时间对除磷效果的影响 图4 _ 9 为吸附时间对磷吸附的影响。由图可见，在前1 2 小时内，e p r c 对磷的吸附速 率较大，去除率达到4 4 ，达到2 4 h 时去除率已经达到7 9 8 吸附时间到3 6 h 时。e p r c 对磷的吸附趋于稳定，去除率达到9 2 ，剩余磷浓度为0 3 4 m g l ，达到污水综合排放标 准 ( g b l 8 9 1 8 - 2 0 0 2 ) 国家一级( a ) 超过4 8 h 后，随着时间增加，其去除率不再明显增大。 反心n f 阐h 图4 - 9 吸附时间对磷吸附的影响 2 5 零 、一 错 巍 q 罄 东南大学硕士学位论文 4 3 s 3 阴离子对除磷效果的影响 图4 1 0 为几种阴离子对e p r c 吸附p 的影响。l 号为无添加阴离子溶液，2 号添加s 0 4 2 。， 3 号添加c r ，4 号添加n 0 3 - ，5 号添加c 0 3 玉由图可以看出，与未添加任何离子的纯k h 2 p o 溶液相比，e p r c 对含有s 0 4 2 、c i 、n 0 3 的磷溶液磷去除率较低，说明这些离子对e p r c 吸 附磷会产生抑制作用，这是因为氧化铝对阴离子的吸附亲和力顺序1 为：o h p o f s 0 2 。 c i n o 3 这些离子与p o 孓产生了竞争，一定程度上削弱了e p r c 对p o 的吸附。 从图4 1 0 可看出，s 0 2 对磷吸附的竞争影响晟大，c r 和n 0 3 对吸附作用的竞争影响较小， 符合上述氧化铝对阴离子的吸附亲和力顺序从3 号，5 号可以看出，随着引入离子的增加， 抑制作用更加明显。对- y c c h 2 。，虽然未排在上述顺序之列，但从试验结果看，其抑制作用 不可忽略，可以理解为e p r c 中含有的m g 、铝氧化物与c 0 3 2 。反应，生成 m g a i ( o 聊 ( c o ) ， 从而与e p r c 产生了竞争吸附，反应式1 5 j 如下。 t1rr n 匆l 一，a i 0 0 ，2 + 三c 罅一+ o + 主彬2 0 一 m g m ( o n ) j ( c o ) + x o h 一 ( 4 1 3 ) 葶 槲 篮 代 蓬 8 6 34 5 图4 - 1 0 各种阴离子对磷吸附的影响 4 3 5 4 背景氨氮对除磷效果的影响 图4 - 1 1 为不同浓度背景氨氮对e p r c 磷吸附的影响。在图中可看出，随着n h 4 c i 浓度的 增加，e p r c 对磷的吸附量逐渐减小未投加n h 4 c i 的磷溶液，单位质量e p r c 吸附磷为 0 3 2 m g g ，而n h 4 c i 浓度为5 0 m v i , 时的k h 2 i ) o 溶液对e p r c 磷吸附量减少为o 2 6 m g g ， n h 4 c i 浓度增加至4 0 0 m g l 时，e p r c 的磷吸附量减少至0 2 3 m g g 。相对于n h 4 c i 的增幅，磷 的减少量虽有所增加，但减幅较小说明在水处理中，背景氨氮对e p r c 吸附磷的影响很小， 可以在实际工程中应用。 图4 - 1 2 为e p r c 对氨氮的吸附从图中可以看出，e 胀c 对n h c l 的吸附量随着n h 4 c i 浓度的增加而增加。浓度为5 0 m g l 时，吸附量为1 7 2 m g g ，浓度增加至4 0 0 m g l 时，吸附 量为1 2 1 6 m g g ，浓度增大8 倍，其吸附量增加6 0 6 倍。说明e p r c 对氨氮也有一定的吸附 效果。 对图4 1 l 和4 - 1 2 进行比较，可以得出，由于溶液中氨氮的存在形成了与k h 2 p 0 4 的吸 附竞争，e p r c 对n f l 4 c i 的吸附量与对k h 2 p o 的吸附量成反比。 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 9 9 9 9 9 9 9 8 8 8 e p r c 静态吸附除磷研究 o 3 5 o 3 0 0 2 5 姊0 2 0 o 砻o 1 5 登0 1 0 蹩 o 0 5 0 ，0 0 f 多 毒 丘 _ _ 轰 鍪 一 o 工 z 0 5 0 02 0 04 0 0 背系缀氨浓度( r a g l a ) 图4 - 1 1 背景氨氮浓度对磷吸附的影响 7 f 聚氯鬣浓度( n a g l - 1 ) 图4 - 1 2e p r c 对氨氮的吸附 4 4 小结 1 在本研究中，e p r c 对磷的吸附等温方程符合经典的l a n g m u i r 方程 2 e p r c 对磷的吸附焓交均为正值，说明该过程为吸热过程，并且其最小值 4 0 k j m o l ， 为一个化学吸附过程说明e p r c 在高温条件下容易吸附磷反应的g d 为负值说明该反应 是自发进行 3 一级和准二级动力学模型均能较好地反映不同条件下e p r c 对水溶液中磷的等温吸附 动力学过程从相关系数看，一级动力学模型对该过程的描述更为准确，其相关系数均大于 0 9 7 7 3 4 表观活化能e a 1 0 0k j m o l ，表明该反应对温度是轻度敏感的。平均吸附能e 的能量 范围为8 1 6 k j m o ，故该吸附反应属于化学吸附，且以离子交换反应为主 5 e p r c 的投加量与磷的去除率成正相关。e p r c 粒径越小，吸附效果越好；且随着反 应温度升高，吸附量增加 6 溶液初始p h = 4 时e p r c 的吸磷速率最大。最先达到平衡，溶液初始p h = 1 0 时e p r c 的 吸附容量最大s o 2 、c l _ 、n 0 3 。、c 0 3 等阴离子对e p r c 吸附磷均有吸附竞争作用，同时， e p r c 对氨氮也有一定的吸附能力。 东南大学硕士学位论文 第五章e p r c 动态吸附柱除磷特性研究 5 1 试验装置及试验方法 5 1 1 试验装置 厨出水 进一 进 磷溶液 磷溶液 ( a ) 单柱吸附试验( b ) 双柱吸附试验 5 1 2 试验方法 图5 - 1 吸附试验装置示意图 5 1 2 1e p r c 容量传质系数 出水 称取1 0 9o 5 me p r c 加入装有2 5 0 m l 浓度为5 m g l 的k i - 1 2 p 0 4 溶液的具塞锥形瓶中， 置于2 5 恒温振荡器，按一定时间间隔取样，测定上清液吸光度，直至达到吸附平衡。 5 1 2 2 低浓度吸附等温线测定 配制浓度分别0 5 m g 几、l m g 几、1 5m g 几、2m g 几、2 5m g 几、3m g 几、3 5m g 几、4m g 几、 4 5m g 几、5m g l 溶液各2 5 0 m l 加入2 5 0 m l 具塞锥形瓶中，称取质量约0 3 9 粒径为o 5 0 m e p r c 放入各锥形瓶中吸附平衡后测上清液吸光度。 s i 2 j 吸附柱试验参数 表5 1 吸附柱试验参数 几斟圈尹 e p r c 动态吸附柱除磷特性研究 5 2 动态吸附柱的设计 5 2 1e p r c 容量传质系数的计算 容量传质系数代表单位体积吸附剂在单位时间内所吸附的杂质量。由吸附试验可以得出 下列物料衡算关系： 在t 时刻水样中磷的减少速率= 在t 时刻e p r c 吸附磷的增加速率，即在一定体积水溶 液中 一鲁地咖训万m ( 5 ) 式中p 为试验中剩余磷的浓度( m g l ) ，t 为反应时间o i ) ，k a 为容量传质系数( m g h o m 3 ) ， p c 为平衡浓度( m g l ) ，m 为e p r c 质量( g ) ，p o 为) r c 视密度( g m 3 ) ，约为1 4 7 9 c m 3 ) 。 对式( 5 1 ) 积分得 对l g 旦盟和t 作图， p p i 2 & 鼍 霉 3 9 l g p o - , o , ：竺丝f ( 5 2 ) p p i 2 3 0 3 p 。 并进行线性拟合，根据斜率求出l c a 值为0 2 1 9 m g h 锄3 t 小 图5 - 2e p r c 吸附传质系数 5 2 2 吸附等温线 低浓度吸附等温线试验结果如图5 - 2 所示吸附等温线用l a n g m u i r 方程( 式3 2 ) 进行 拟合，结果为： g ：盟 ( 5 3 ) 。1 + 2 2 7 , o 由式( 3 2 ) 得，b = 2 2 7 ，b g ，- - 1 8 1 ，得：钿= o 6 7 9 0 7 东南大学硕士学位论文 ， 。 骘 3 矿 p ( m g l a ) 图5 - 3 吸附等温线 表5 2 f 生l 及厂值计算 p p t ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 ) ( 5 )( 6 )( 7 ) p ( m g l ) p j ( m g l )p p il - p p i 擞 1 , p - p o( p - p d 平均值 o 5 ( 曲 l 1 5 2 2 5 3 3 5 4 4 5 ( p o 0 1 9 o 5 1 o 8 3 1 4 2 1 7 1 2 2 2 8 3 3 9 3 6 o 1 0 2 o 3 0 4 o 5 o 6 o 7 o 8 0 9 o 9 o 8 o 7 o 6 o 5 0 4 o 3 o 2 0 1 o 8 5 0 7 5 o 6 5 0 5 5 0 4 5 0 3 5 o 2 5 o 1 5 o 3 l 0 4 9 o 6 7 o 5 8 o 7 9 o 8 0 7 o 6 l o 9 3 2 2 5 8 2 0 4 0 8 1 4 9 2 5 1 7 2 4 1 1 2 6 5 8 1 2 5 0 0 1 4 2 8 6 1 6 3 9 3 1 1 1 1 1 5 ( p 1 ) 4 1 ( 8 )( 9 )( 1 0 )( 1 1 ) ( 1 2 )( 1 3 ) p p p 平均值 p p p 。 当 j ，8嘶o d厂 9 一p | 、 2 6 3 3 1 7 6 7 1 6 0 8 1 4 9 5 1 2 5 8 1 3 3 9 1 5 3 4