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1、石膏粉对水的钝化能力分析（环境科技杂志）2014年第三期1实验方法1.1吸附动力学实验分别称取上述2种石膏粉0.5g放入3个250mL具塞三角烧瓶中，向其中参加240mL质量浓度为1mg/L的含磷太湖水样，置于25水浴振荡器上振荡，保证矿石粉处于悬浮状态。每隔2h用注射器抽取悬浊液，用塑料过滤器、0.45m孔径的滤膜过滤10mL过滤液，测定过滤液中溶解性正磷浓度，直至磷浓度基本不变。1.2吸附等温实验称取建筑石膏或医用石膏粉0.5g共7份，参加7个250mL三角烧瓶中，向每个三角烧瓶中参加240mL用太湖水配置的含磷实验水样，磷质量浓度约分别为0.0998，0.2001，0.4000，0.79
2、95，1.3973，2.000，2.9965mg/L，用浓度为0.1mol/L的HCl或NaOH调节每个三角烧瓶中水样为一样的pH值6，7，8，9，10，将三角烧瓶放在25水浴振荡器上振荡T小时T为吸附动力学实验得出的吸附平衡时间。用注射器从三角烧瓶中抽取上清液，用塑料过滤器、0.45m滤膜过滤，测定过滤液中磷浓度。1.3环境因素对石膏粉除磷能力的影响1pH值对石膏粉除磷能力的影响测定pH值为6，7，8，9，10这5种条件下2种石膏粉除磷吸附等温线，方法同1.2.2。综合分析pH值怎样影响硫酸铝渣除磷的效率。2碱度对石膏粉除磷能力的影响用NaHCO3和太湖过滤水配置浓度分别为2.23，4.35
3、，6.43，8.58，10.16mmol/L的水样。分取5种水样各240mL参加5个三角烧瓶中，并向其中参加磷储备液，配得磷质量浓度为2.00mg/L的实验水样，再次测得各三角烧瓶中pH值为8.15，8.36，8.45，8.49，8.54。向5个三角烧瓶中各参加0.5g石膏粉，25振荡若干小时，测定过滤液中磷浓度。1.4分析测试方法石膏粉粒度分布采用百特仪器公司生产的BT-9300H型激光粒度分布仪测定；BET比外表积和孔隙率采用美国Quancachrome公司生产的02108-KR-1型比外表积仪测定；晶体成份采用德国AXS公司生产的D8ADVANCE型X-射线仪测定；磷采用钼锑抗分光光度法
4、测定；Ca2+采用EDTA滴定法测定；碱度采用酸碱滴定法测定。2结果与讨论2.1石膏粉固定磷动力学曲线以石膏粉与含磷水样的接触时间为横坐标，溶液中剩余磷浓度为纵坐标，绘制石膏粉除磷动力学曲线，见图1。从图中能够看出，石膏粉的除磷经过较为平缓，溶液中的磷浓度没有急速下降的趋势，而是缓步降低，32h基本到达去除平衡，以32h作为后续实验的除磷平衡时间。2.2石膏粉除磷吸附等温线以震荡后实验瓶中平衡溶液磷浓度为横坐标，单位质量的石膏粉除磷量为纵坐标，绘制不同pH值条件下建筑石膏与医用石膏除磷等温线，分别见图2、图3。在太湖水条件下，建筑石膏和医用石膏在pH值为6，7条件下的除磷等温线均符合Langm
5、uir吸附等温式：G=bG0C/1+bC)。式中：G为石膏粉除磷质量比，mg/g；C为平衡溶液中磷质量浓度，mg/L；G0为石膏粉极限除磷质量比，mg/g；b为拟合常数，反响石膏粉的除磷能力。在pH值为8，9，10条件下的除磷等温线符合Freundlich吸附等温式：GKfC1/n，Kf和n为拟合常数。经拟合，不同pH值条件下2种石膏粉除磷等温线及参数见表2、表3。当将太湖水调节到pH值为68时，水中磷浓度基本没有变化，而当太湖水调节到pH值为9，10时磷的浓度降低了。这是由于参加OH-后，水中的HCO3转变成CO32-，并与Ca2+结合产生CaCO3沉淀，CaCO3沉淀对磷酸根产生外表吸附或
6、共沉淀9-10。将图2、图3减去图4得到石膏粉在太湖水中实际的除磷能力，见图5、图6。从上述图、表中可见，2种石膏粉对太湖中磷的去除有着显著的效果，将2种石膏粉除磷能力进行比拟可见，建筑用石膏在太湖水条件下的除磷能力略优于医用石膏。一般以为，颗粒粒径越细，比外表积就越大，Ca-P在石膏外表的结晶量也越大，除磷能力越强。但在不同种类的石膏粉之间，粒径并不能准确反映Ca-P外表结晶能力的大小。所以固然建筑石膏比外表积较小，但是在除磷效率方面反而表现出了优势。建筑石膏和医用石膏主要成分都是硫酸钙，但是详细的制作工艺不同导致它们的成分有着细微的差异。建筑石膏是将天然水石膏CaSO42H2O等原料在10
7、7170的温度下煅烧成熟石膏，再经磨细而成的白色粉状物。其主要成分为型半水石膏CaSO4H2O，而医用石膏为普通的熟石膏Ca-SO42H2O。由此可见，建筑用石膏在水中的溶解度明显大于医用石膏，能够提供更多的用于Ca-P共沉的Ca2+11，因而建筑用石膏的除磷效率高于医用石膏。2.3影响石膏粉除磷容量的因素2.3.1pH值由图2、图3和表2、表3可见，随着pH值的增加，2种石膏粉除磷能力均逐步升高。以平衡磷质量浓度1.5mg/L为例，石膏粉除磷能力随pH值变化的趋势见图7。由图7可见，当pH值为6，7时，石膏粉在太湖水中除磷效果并不明显，当pH值为8，9，10时，石膏粉在太湖水中的除磷能力迅速
8、升高。同时结合图2、图3可见，pH值升高，Ca-P溶解度减少，饱和指数SI增加，促进Ca-P沉淀的构成，所以在高pH值且高磷浓度条件下，石膏粉对太湖水中磷的去除能力特别显著。2.3.2碱度原水不同碱度条件下粉除磷量见图8，碱浓度从2.23mmol/L以2mmol/L的浓度递增加到10.18mmol/L，2种石膏粉的除磷量始终随着碱度的升高而增加。在5种不同的碱度环境下，原水pH值逐步增加，所以石膏粉的除磷效率亦逐步加强。固然当碱度较高时，太湖水中本身的碳酸盐碱度会与Ca2+发生反响，即原水制备经过中产生了CaCO3沉淀，使得原水中Ca2+浓度减少，但是，CaSO4的溶解度远高于CaCO3，完全
9、能够提供足够的Ca2+，发生Ca-P沉淀作用，进而去除太湖水中的磷。石膏粉对原水碱度的影响见图9。初始碱度值不同的原水经震荡后碱度有不同程度的降低。原水碱度较低的情况下，碱度降低不明显，基本没有变化；原水碱度较高的情况下，碱度有明显的损耗，但与原水的总碱度相比损耗较少。可见，石膏粉对原水碱度的影响很小。3结论1建筑石膏与医用石膏对太湖水中磷均有一定的去除能力，pH值对石膏粉的除磷效率影响较明显，在pH值为6，7的条件下除磷效率较低，吸附除磷等温式符合Langmuir曲线；在pH值为810的条件下除磷效果明显提高，吸附除磷等温式符合Freundlich曲线。2原水碱度的升高能够提高石膏粉的除磷效率，石膏粉对于原水碱度的影响较小。