钢渣对水体中磷的去除性能及机制解析

作者：罗晓; 张峻搏; 何磊; 杨雪晶; 吕鹏翼^*

来源：环境科学, 2021, 42(05): 2324-2333.

DOI：10.13227/j.hjkx.202008031

• 钢渣
• 除磷
• 吸附特征
• 机制
• 光谱分析
• 固废资源化

针对不同类型钢渣在除磷过程中存在的显著差异,以电炉渣为研究对象,探讨了环境因素(吸附时间、吸附温度)对钢渣除磷的影响,验证了其对磷酸盐、焦磷酸盐及实际水体的除磷效果,联合采用扫描电镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDS)、X射线荧光光谱(XRF)和X射线衍射光谱(XRD)技术探究其除磷机制,对比分析了钢渣与陶粒和沸石的除磷效率,并对钢渣除磷的安全性能进行了评估.结果表明,吸附时间显著影响钢渣除磷效果,当吸附时间为30 min时钢渣对质量浓度范围为1～20 mg·L-1的磷酸盐溶液的去除率均可达到97%以上.温度对实验所用钢渣的除磷效果影响并不显著.钢渣对焦磷酸盐吸附能力弱于正磷酸盐,其对初始质量浓度为3 mg·L-1的焦磷酸盐的去除率为82.45%.光谱分析结果表明,钢渣除磷的主要机制为化学吸附并辅以物理吸附,Ca HPO4·2H2O为主要沉淀物质.钢渣对生物池出水和湿地系统中的磷素去除效果显著,总磷去除率分别为98.36%和93.33%.对比可知,钢渣对磷酸盐的去除效果优于陶粒和沸石,其对PO43-的去除率分别为96%、40%和10%.钢渣浸出液中各重金属含量均符合地表水Ⅰ类标准要求,钢渣安全可靠.

• 单位
  环境科学与工程学院; 河北科技大学; 中国核电工程有限公司; 建筑工程学院