活性氧化铝是一种比表面积大、吸附性能好、强度与化学稳定性好、热稳定性较好的固体吸附剂。常用的除磷吸附剂粉煤灰中也含有较多的活性氧化铝。具体参阅几种除磷吸附剂效果对比一文
活性氧化铝吸附脱磷的机理为:
离子交换:
活性氧化铝表面分子与水结合生成氢氧化铝,进而与磷酸根离子发生离子交换,生成磷酸盐。
静电吸附:
表面络合吸附理论认为,活性氧化铝固体表面的铝离子首先与配位体水分子络合,络合配体水分子在氧化物表面发生质子迁移过程,形成表面羟基;羟基化的氧化物表面随着水溶液pH的不同,非特性吸附H+或OH-离子产生表面带电现象,表面所带的电荷能吸附水溶液中的磷。
综上所述,活性氧化铝的吸附同时存在着离子交换和静电吸附的双重作用。研究发现,活性氧化铝对磷的吸附容量可以达到10mg/g,是活性炭的3-9倍。
影响活性氧化铝除磷效果的原因:
PH:降低pH对磷吸附有利,但pH过低会造成活性氧化铝的酸溶解,不利于吸附进行;反之,pH过高时,反应为了保持平衡,会逆向进行反应,导致磷不能得到有效的去除,有解析现象产生,磷的去除效果较差。在酸性条件下的吸附效果要明显好于碱性条件下的吸附效果,pH为5~6时,活性氧化铝对磷的吸附效果最好。
初始浓度:初始溶液的浓度越高、吸附时间越长,活性氧化铝对磷的吸附量越大。由于吸附剂表面液膜和溶液本体之间产生了较大的浓度差,迫使磷向活性氧化铝表面移动,吸附在活性氧化铝表面。活性氧化铝对磷的主要吸附作用发生在3h之内,吸附时间超过3h,活性氧化铝对磷的吸附速率减弱,吸附缓慢,吸附量趋于平衡。
投加量与吸附时间:最佳投加量与吸附时间要根据原水浓度做小型试验得出具体数值。