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磷是一种不可再生资源,按照现在需求量,到2025年后我国对于磷的需求将难以得到满足而导致磷资源的匮乏。然而,大量的磷酸盐却随着生活污水、工业废水以及农药化肥的排放与流失进入水体,导致水环境生态平衡的破坏,引起水体富营养化。因而,寻求一种能将污水中的磷去除并加以回收的方法,既可以改善水质、减轻污染,又可以实现磷的循环,缓解磷资源短缺的状况,对于我国经济和社会的和谐发展具有十分重要的现实意义。本文采用酸处理方法对微米级Fe3O4粉末进行表面改性,制得一种磁性磷吸附剂。该吸附剂能够高效的吸附去除污水中的磷酸盐,吸附磷酸盐后的吸附剂在一定外加磁场条件下进行脱附,可方便的实现磷以及Fe3O4磁核的回收,回收后的磁核可重新用于磷吸附剂的制备。实验分别采用正交试验和单因素影响试验对磷吸附剂制备条件进行优化。模拟生活污水配制含磷水,以吸附过程完成后上清液剩余磷含量及百分吸附率作为衡量基准,进行静态磷吸附试验。优化后的制备方法如下:将盐酸(36wt%,AR)与丙酸(>99wt%,AR)按体积比1:1混合均匀,按照1ml混合酸对应1gFe3O4粉末的比例投加待改性的磁核,将其搅拌均匀后,将所得混合物于100℃恒温干燥7h,干燥后得到的黑色固体经机械粉碎便形成了粉末状的高效磷吸附剂。对该吸附剂吸附过程的最佳吸附条件进行了研究。在模拟含磷水含磷量(以磷计)为20mg/L条件下进行磷吸附试验,优化吸附参数,得到的最佳吸附条件如下:药品投加量为0.4g/L,pH值为9,吸附时间为9min。在此吸附条件下平衡吸附率为95%,废水中磷的去除率达95%以上,此时处理后出水的磷含量少于0.5g/L,达到了污水综合排放标准(GB 8978-1996)中一级排放标准的要求。根据磷吸附剂的特点,设计出污水除磷以及回收磷的一体化连续流处理装置。按其操作工艺的不同,将磷吸附剂的回收过程划分为不同的单元,主要包括磷吸附单元、泥水分离单元、含磷污泥脱核单元、磷浓缩单元以及磷纯化与回收单元。将各个处理单元的形式、作用以及改进方法进行了研究。对制备的磷吸附剂进行SEM和XRD表征分析。结果表明该磷吸附剂具有核壳式结构。在酸改性过程中Fe3O4粉末在表面形成活性点,此活性点能够有效的吸附污水中的磷酸盐。改性过程同时生成大量的羟基氧化铁,还有一些带正电的不稳定的羟基铁化合物。这些新的生成物在含磷污水中会发生水解产生具有较大表面积的水解产物,能对水体中的磷产生较强的吸附作用。吸附等温试验的结果表明,磷吸附剂吸附过程符合Langmuir吸附等温线。