邹友琴,李勇丽,郝鹏飞,欧阳思达,朱衷榜,章 萍

新型水泥基材料富镁C3A对氮磷的共去除

邹友琴,李勇丽,郝鹏飞,欧阳思达,朱衷榜,章 萍*

(南昌大学资源环境与化工学院,江西 南昌 330031)

将镁掺杂进水泥基材料铝酸三钙(C3A)制得新型富镁铝酸三钙(Mg@C3A)应用于水体氨氮(NH4+-N)和磷(PO43-)的共去除.通过批量实验,考察了Mg@C3A投加量、氮磷浓度、溶液pH值、温度等因素对NH4+-N、PO43-共去除的影响,并阐述了共去除机制.结果表明:Mg@C3A是由Mg掺杂C3A同构体和表面MgO组成,其中Mg的引入未改变C3A晶体结构和基本形貌.Mg@C3A材料对NH4+和PO43−具有良好的共去除效果.当Mg@C3A的投加量为3g/L,NH4+和PO43−的最大去除量分别为38.4,78.9mg/g;温度升高有利于Mg@C3A 对NH4+和PO43−的共去除,而高pH值可促进NH4+的去除.Mg@C3A材料对NH4+的去除主要是OH-的中和作用和鸟粪石的沉淀作用主导,PO43-主要是与Mg2+或Al3+结合形成鸟粪石或磷酸铝被去除.

富镁铝酸三钙(Mg@C3A)；铵根(NH4+)；磷酸根(PO43-)；共去除

鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O)结晶法是脱氮除磷的传统工艺之一[1-3],其是通过外加镁源将废水中的NH4+和PO43-与Mg2+形成鸟粪石晶体(MgNH4PO4·6H2O)沉淀而实现氮、磷共去除[4-6].然而,鸟粪石结晶法应用中受多种因素如氮磷浓度、溶液pH值、温度等影响.研究表明当NH4+和PO43-的摩尔配比小于1.2:1,溶液pH值较低,环境温度较高均不利于鸟粪石的生成,导致NH4+的去除率降低[7-9].因此,寻找合适的含镁化合物,且探明其去除氮磷的影响机制,对提高鸟粪石结晶法在水体氮磷共去除的应用性尤为重要.

铝酸三钙(Ca3Al2O6,简称C3A),水泥熟料的主要矿物之一.C3A易发生水化反应,可释放大量Ca2+、Al3+及OH-[10-12],目前已作为环境材料被……