（天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300402）

生活污水及化工行業(yè)、生化制藥、金屬表面處理等行業(yè)的廢水中均含有大量的磷，這些廢水直接排入水體會(huì)造成水體磷污染。引起水體富營(yíng)養(yǎng)化、赤潮等現(xiàn)象，導(dǎo)致水質(zhì)變差、變臭。對(duì)含磷廢水的處理成為人們關(guān)注的議題[1～3]。本實(shí)驗(yàn)是以鈉基膨潤(rùn)土、海泡石等為主體材料，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行酸化活化處理，再與鑭或鋅的無(wú)機(jī)金屬鹽進(jìn)行浸漬，并用高分子絮凝劑進(jìn)行改性，制備出具有吸附除臭、除磷抑藻功能的新型納米除磷劑。實(shí)驗(yàn)中探討了主體材料不同、酸化時(shí)間不同及改性金屬鹽種類不同時(shí)制備出的除磷劑的除磷效果的差異，以期得到最優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件，制備出最優(yōu)良的納米除磷劑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

試劑:氯化鑭，氯化鋅，硫酸鑭，硫酸鋅，聚合氯化鋁，稀硫酸，過(guò)硫酸鉀，抗壞血酸，鉬酸銨，以上試劑均為分析純；膨潤(rùn)土，海泡石，為化學(xué)純；磷酸二氫鉀（優(yōu)級(jí)純）。

儀器:氣浴恒溫振蕩器(SHA－B，江蘇金壇市國(guó)旺實(shí)驗(yàn)儀器廠)，馬弗爐(湖北英山縣建力電爐制造有限公司)，攪拌器，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（UV765/UV765PC，上海精科儀器有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 磷的測(cè)定

采用分光光度法測(cè)定水樣中磷的濃度。

1.2.2 除磷劑制備方法

納米除磷劑的基本制備方法，取適量硫酸對(duì)海泡石進(jìn)行酸化，然后過(guò)濾并烘干、粉粹。后在快速攪拌下將其加入到氯化鋅溶液中進(jìn)行浸漬改性，制成漿液體系。向上述漿液體系中加入適量聚合氯化鋁，充分反應(yīng)后，過(guò)濾、在90℃下烘干24h，進(jìn)行球磨處理，收集備用。

分別改變海泡石的酸化時(shí)間為 1h，2h，4h，6h，8h，10h和12h，并用氯化鑭硫酸鋅、硫酸鑭代替氯化鋅做改性鹽溶液，最后采用不同的主體材料如膨潤(rùn)土代替海泡石做主體材料，制備不同的納米除磷劑，探討其對(duì)含磷廢水的處理效果，找出最佳制備方法。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 不同酸化時(shí)間的探究

在制備納米除磷劑的基礎(chǔ)上，改變酸化時(shí)間為1h，2h，4h，6h，8h，10h 和 12h，探討不同酸化時(shí)間下制備的納米除磷劑對(duì)含磷廢水中磷的去除率，結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同酸化時(shí)間下除磷劑對(duì)磷的去除率

由圖1可見(jiàn)，當(dāng)酸化時(shí)間為1h時(shí)，制得的除磷劑對(duì)含磷廢水中磷的去除率為80%。酸化時(shí)間在6h內(nèi)時(shí)，酸化時(shí)間越長(zhǎng)，磷的去除率越高，最高可達(dá)95%。當(dāng)酸化時(shí)間超過(guò)6h后，制得納米除磷劑對(duì)磷的去除率不再上升，而是會(huì)略有下降。所以在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，選擇6h作為最佳酸化時(shí)間。

2.2 改性鹽種類探究

分別采用氯化鑭、氯化鋅、硫酸鋅、硫酸鑭溶液加入到已酸化并干燥、粉碎制得的粉末中，進(jìn)行浸漬改性。將制得的不同納米除磷劑與500mL2mg/L的含磷廢水中，置于振蕩器中振蕩反應(yīng)，定期取樣測(cè)定磷去除率，結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同鹽溶液改性下除磷劑對(duì)磷的去除率

由圖2可見(jiàn)，采用氯化鑭、氯化鋅、硫酸鋅、硫酸鑭溶液進(jìn)行浸漬改性時(shí)制得的四種納米除磷劑對(duì)廢水中磷的去除率均在90%以上。其中，以氯化鋅做改性鹽時(shí)，磷的去除率為92%；采用氯化鑭溶液對(duì)主體材料進(jìn)行浸漬改性制得的納米除磷劑對(duì)廢水中磷的去除率可達(dá)到96%，為四種改性鹽溶液中改性效果最佳的。使用硫酸鋅改性制得的納米除磷劑對(duì)磷的去除率為95%，綜合考慮經(jīng)濟(jì)等因素，決定采用硫酸鋅作為這種納米除磷劑的改性鹽溶液。

2.3 主體材料的探究

分別采用海泡石和膨潤(rùn)土做不同的主體材料制備納米除磷劑，與含磷廢水混合均勻，振蕩反應(yīng)，定期取樣測(cè)定廢水中磷的濃度，計(jì)算磷去除率。結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同鹽溶液改性下除磷劑對(duì)磷的去除率

由圖3可見(jiàn)，兩種主體材料制備的納米除磷劑對(duì)磷的去除率隨時(shí)間逐漸增大，以海泡石為主體制備的納米除磷劑對(duì)廢水中磷的去除率在反應(yīng)進(jìn)行的2h內(nèi)迅速上升，最終達(dá)到94%以上；而以膨潤(rùn)土為主體制備的納米除磷劑對(duì)磷的去除率隨時(shí)間上升趨勢(shì)較前者平緩，最終達(dá)到87%，低于以海泡石做主體制備的納米除磷劑。

3 結(jié)論

3.1 采用硫酸對(duì)海泡石進(jìn)行酸化制備納米除磷劑時(shí)，最佳酸化時(shí)間為6h。

3.2 以氯化鑭，氯化鋅，硫酸鑭，硫酸鋅溶液浸漬改性時(shí)，氯化鑭溶液的改性效果最好，可以達(dá)到96%。

3.3 以海泡石和膨潤(rùn)土做主體制備的除磷劑對(duì)磷的去除率分別為94%和87%，海泡石納米除磷劑的除磷效果更佳。

[1]王銀葉,韓非,張楠,等.納米復(fù)合吸附劑靜態(tài)去除廢水中磷[J].工業(yè)水處理，2006，26(11):48－50.

[2]吳文穎,袁龍義,厲恩華,等.富營(yíng)養(yǎng)化湖泊沉積物磷釋放特點(diǎn)及水生植物對(duì)其的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,46(6):1031-1034.

[3]鄭育毅.低碳源城市污水化學(xué)除磷的研究[J].工業(yè)水處理,2011,31(9):79－82.