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pH对活性氧化铝除磷效果的影响

pH对活性氧化铝除磷效果的影响

进水流量对磷去除率的影响

       以进水磷浓度为10mg/L,流量为4L/h,在不同pH条件下进行吸附,试验结果如图4。实验表明,当pH小于4时吸附效果较差,pH为4时的磷去除率为69%。pH在5-6期间时吸附效果最佳,磷去除率达92%,当pH大于9时,磷去除率仅为56%。这说明在pH在5-6期间时对磷的吸附效率最高,是设备运行的最佳pH范围。

pH值对磷去除率的影响

      通常认为活性氧化铝的除磷机理为:活性氧化铝表面的分子先与水分子结合,生成氢氧化铝,然后再与磷酸根离子发生交换,生成磷酸盐。吸附过程如下:
      Al2O3+3H2O↔2Al(OH)3
      Al(OH)3+H2PO4-↔AlPO4+OH-+2H2O
      由该吸附反应式可知,随着吸附的进行,溶液pH值会逐渐升高,因此,低pH值对磷吸附有利,但pH值过低会造成活性氧化铝的酸溶解,不利于吸附进行。另一方面,在酸性条件下,活性氧化铝表面带正电荷,表面的Zeta电位随 pH的升高而降低。pH在6.5时活性氧化铝表面的Zeta电位己经很低,零点电荷的pH约为8.5,大于8.5时活性氧化铝带负电。综上所述,活性氧化铝的吸附是离子交換和静电吸附的综合作用 。表面络合吸附理论认为活性氧化铝固体表面的铝离子首先与配位体水分子络合,络合配位体水分子在氧化物表面发生质子迁移过程,形成羟基,羟基的氧化物表面随着水溶液pH值的不同而不同,吸附H+或OH-,产生表面带电现象,因此发生静电吸附,活性氧化铝的吸附同时存在离子交换和静电吸附的双重作用,这使得除磷效率大幅度提高。活性氧化铝对阴离子的吸附亲和力顺序为OH->PO43->F->SO4>Cl->NO3,因此使用活性氧化铝去除低浓度水体中的磷是一个很好的选择。