底泥陶粒的制备及其磷吸附性能

摘要

为分析赣江尾闾综合整治工程底泥成分，优化高温烧结陶粒制备参数，改善陶粒孔隙结构，探究孔隙结构及pH值、初始浓度等因素对陶粒除磷性能的影响，构建吸附动力学和等温吸附模型，讨论了底泥陶粒吸附特性，并结合电感耦合等离子体质谱、X射线衍射分析揭示陶粒磷吸附机制。结果表明，底泥化学成分主要以二氧化硅、氧化铝等氧化物为主，在烧结温度为1 050℃,烧结时间为15 min时，陶粒孔隙结构在磷吸附过程中出现更多吸附点位，可有效提升陶粒除磷性能。陶粒除磷性能随着溶液pH值的增大而逐渐降低，在pH值为4时除磷效果最佳，陶粒粒径不宜小于6 mm。底泥陶粒对磷的吸附过程符合准二级动力学模型与Freundlich模型，表明吸附过程以化学吸附为主，通过静电作用对带负电的磷酸根离子进行吸附。复杂的孔隙结构有利于活性点位对磷的捕捉，陶粒内部孔隙结构复杂程度与除磷效果呈正相关。

关键词

底泥陶粒 / 高温烧结 / 除磷性能 / 孔隙结构 / 磷吸附特性