新型除磷填料的制備及吸附實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本研究以人工濕地除磷填料的開發(fā)為目的，將氨基功能高分子復(fù)合材料以混料方式制備氨基免燒陶粒，應(yīng)用單因素實(shí)驗(yàn)確定粉煤灰、水泥、生石灰、石膏、氨基材料、氫氧化鈉六種原料的較優(yōu)摻量范圍，再以Plackett-Burman實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)篩選具有顯著除磷效應(yīng)的原料因子，通過Box-Behnken Design響應(yīng)面法建立數(shù)學(xué)回歸模型，考察顯著原料因子對除磷效果的交互影響，計(jì)算最優(yōu)的原料摻量，制備得到具有氨基功能的除磷免燒陶粒；以未添加氨基材料的普通免燒陶

2、粒作對照，研究氨基陶粒和免燒陶粒的吸附除磷特性。
　　配料實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)選的原料摻量范圍內(nèi)，以磷去除率和顆粒強(qiáng)度為響應(yīng)指標(biāo)，采用Plackett-Burman實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)篩選出對磷去除率顯著影響的因子為粉煤灰和石膏，p值分別為0.0030和0.0418，對顆粒強(qiáng)度顯著影響的因子是水泥、生石灰、石膏、氫氧化鈉，p值分別為<0.0001、<0.0001、0.0120、<0.0001；并根據(jù)原料的顯著除磷效應(yīng)排序篩選出粉煤灰、

3、水泥、石膏、氫氧化鈉做進(jìn)一步的原料摻量優(yōu)化。通過Box-Behnken Design（BBD）響應(yīng)面分析，粉煤灰和石膏、粉煤灰和氫氧化鈉對響應(yīng)值磷去除率有顯著的交互影響，p值分別為0.0108和0.0295；通過數(shù)學(xué)回歸模型方程擬合的最優(yōu)原料摻量為：粉煤灰60g（54.5％）、水泥15g（13.6%）、生石灰15 g（13.6%）、石膏3g（2.7%）、氨基材料2g（1.8%）、氫氧化鈉15g（13.6%）。
　　吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明

4、：添加了氨基材料的氨基陶粒和未添加氨基材料的免燒陶粒，對磷的吸附過程均符合Langmuir等溫吸附模型；且二者對磷的吸附符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，理論飽和吸附量分別為0.0561mg/g和0.0229mg/g；吸附熱力學(xué)ΔG<0、ΔH>0、ΔS>0，表明氨基陶粒對磷的吸附過程是自發(fā)吸熱熵增的過程。對氨基陶粒和免燒陶粒的等溫吸附特性和吸附動(dòng)力學(xué)特性做配對樣本顯著性差異t檢驗(yàn)，兩組數(shù)據(jù)檢驗(yàn)的R2分別為0.998和0.937，相關(guān)性較強(qiáng)，且二者存