（浙江农林大学 311300）
摘要：铝污泥作为水厂净水的副产物除磷，其原理是以配位交换为主和少部分化学沉淀，影响因素有吸附剂投放量、磷的初始浓度、接触时间、溶液的pH值和吸附剂颗粒大小等，铝污泥在废水处理过程中具有显著的优越性，但使用过程中仍存在对土壤的潜在毒性和二次污染。
关键字：改性铝污泥、吸附、除磷
1 铝污泥的来源及性能
日常生活用水和工业用水，都要经过处理使之达到水质要求。国内外水厂常见的水处理方法是混凝、沉淀和过滤工艺，铝污泥便是混凝池处理后排出的残渣。
混凝前需要投入混凝剂，常用的絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐，近年来逐渐被高分子聚氯化铝替代，投加的混凝剂在水中水解后与水中的固体悬浮颗粒凝聚，通过沉淀作用被去除，形成大量的铝污泥。每年污泥的处理费用占据水厂运行的费用中的大部分，而且污泥处理不当会造成环境污染。以往进行的土地填埋处理，会给土壤以及水资源造成污染。
铝污泥中所含的钙、铝、铁对污水中阴离子有很强的吸附能。研究铝污泥对水中污染物的去除以及机理，能降低水厂污泥处置的成本，为废物资源化利用提供新的思路。
2 铝污泥对磷的吸附
2.1铝污泥吸附机理
铝污泥对磷酸盐的吸附原理是以配位交换为主和少许化学沉淀。铝污泥对磷的吸附作用有两阶段：水解阶段和反应阶段，水解过程中铝污泥中的Cl-、SO42-和腐殖酸与水溶液中的-OH发生离子交换，铝污泥外层吸附的许多活性基团，如-OH、-Cl、-SO4和腐殖质，与水溶液中的H2PO4发生配位交换达到吸附磷的效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆铝污泥水解过程可通过下列化学方程式概述：
≡Al-OH-H←→≡Al-OH-+H+
≡Al-Cl+HO-H←→≡Al-OH+H++Cl-
≡Al2SO4+2HO-H←→2≡Al-OH+2H++SO42+
≡Al-Humic+HO-H←→≡Al-OH-+Humic+H+
其配位交换过程可用以下化学方程式概括：
2≡Al-OH+H2PO4-←→（≡Al）2HPO4+H2O+OH-
≡Al-Cl+H2PO42-←→（≡Al）2HPO4+Cl-+H+
（≡Al）2SO4+H2PO4-←→（≡Al）2HPO4+SO42-+H+
2≡Al-Humic+H2PO4-←→（≡Al）2HPO4+2Humic+H+
2.2铝污泥对磷的吸附的影响因素
铝污泥中不同存在形式的铝对磷酸盐具有相当好的亲和性，当吸附剂投放量、磷初始浓度、接触时间、溶液的pH值和吸附剂粒径等不同时，铝污泥对磷的吸附能力也不同。
吸附剂对磷的去除率随磷初始浓度增加而增加，当初始磷浓度较低时，吸附剂对磷的去除率增幅最大；当初始磷浓度较高时，去除率增幅趋于平缓，这是因为在初始磷浓度较低时，达到磷吸附平衡时吸附剂能提供的吸附位比较充足，随着初始磷浓度的增加，吸附位逐渐达到饱和，吸附量增幅较小；
不同粒径的铝污泥对磷的吸附能力也不同，直径较小时污泥对磷的吸附能力明显强于粒径大的。这是由于颗粒直径的大小对铝污泥的孔隙率和比表面积产生了的影响很大，通常，直径越小，孔隙率越高，吸附剂比表面积就越大，对磷的吸附能力也越强；
在对pH与去除磷酸根数量关系的研究中，pH=4.3～6时吸附量最大（3500mg/kg），升高pH到9时吸附量降低为700mg/kg；
接触时间对吸附影响很大，在吸附初始阶段，吸附剂对溶液中磷的吸附量随着时间的延长而快速增加，抵达最高点后呈下降趋势，可以认为吸附剂在吸附过程中具有相对快速的除磷初始阶段，此时磷被吸附剂快速吸附在固液界面，但由于吸附不是特别牢固，部分磷会被释放出来，从而导致磷的除率在达到最大后又开始下降。
2.3铝污泥除磷的优缺点及其研究方向
吸附法除磷由于其高效低耗的特点，在废水处理过程中具有显著的优越性。可以处理污泥、减少费用、使废物资源化等，同时吸附容量高、原料充足，是除磷研究的重要方向之一。
铝污泥本身没有毒性，但铝污泥中含有大量铝和其他重金属，会造成金属在土壤中浸出，导致二次污染。铝污泥中铝和重金属的浸出量受pH的影响很大，当土壤pH低于浸出临界时，铝污泥中的金属迅速溶解于土壤中，对植物产生毒性。大部分重金属在酸性条件下容易释放，但在pH=6.0~9.0的范围，重金属仍以稳定形态存在。因此，在铝污泥的利用过程中尽量避免因pH变化而导致重金属污染。
目前限制铝污泥实际应用的最大因素是其中化学组分对周围环境产生的潜在毒性和二次污染，但我们在这方面仍缺少完整的信息，所以仍需继续开展系统深入的研究。
参考文献:
[1]耿雅妮，康璇，邢孟，等.铝污泥对水中磷的吸附性能研究[J].河南科学,2016,34(1):74-77.
[2] 胡文华，吴慧芳，徐明，等.聚合氯化铝污泥对磷的吸附动力学及热力学[J].环境工程学报,2011,5(10):2288-2292.
姓名：王倩，出生年月：1997 01 16，性别：女民族：汉，籍贯：浙江省 台州市 ，学历：本科，研究方向：环境工程
论文作者:王倩
论文发表刊物:《科技研究》2018年8期
论文发表时间:2018/10/23
标签：污泥论文; 吸附剂论文; 浓度论文; 重金属论文; 过程中论文; 水厂论文; 土壤论文; 《科技研究》2018年8期论文;