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环境工程
2011年8月第29卷第4期
衡吸附量为0.15mg/g;铁铝泥的吸附更符合准二级拟合的平衡吸附量为20.36mg/g。动力学模型,
表1
项目沸石粉煤灰赤泥硅藻土铁铝泥改性铁铝泥改性粉煤灰改性赤泥
吸附材料吸附磷的一级、准二级动力学拟合参数
一级动力学拟合
k1AR22.2546.3736.6630.14818.91022.17124.71130.532
0.1250.1390.1220.0720.7791.4121.4131.111
0.940.930.900.940.590.500.640.71
准二级动力学拟合
qek2R23.418.019.110.1921.8824.3326.9533.56
0.0150.0130.0070.3510.0230.0440.0410.028
0.640.850.750.900.990.990.990.99
改性后三种材料对磷的吸附均符合准二级动力相关系数均达0.99。改性后铁铝泥、粉煤灰学模型,
26.95,和赤泥对磷的平衡吸附量分别为23.33,33.55mg/g,4.3倍和5.2分别是改性前的1.2倍、倍,二级动力学的速率常数k2有所提高,也说明改性后的材料对磷有更好的吸附效果。2.2
吸附材料对磷的吸附等温线
对于恒温条件下固体表面发生的吸附现象,常用Langmuir方程来表示其表面的吸附量和介质中溶质平衡浓度之间的关系
[6]
,其表达式如下:bqmaxce
1+bce
(3)
qe=
式(3)可改写为线性表达式:
cece1=+qebqmaxqmax
(4)
mg/g;qmax为理论式中:qe为吸附平衡时单位吸附量,
mg/g;b为平衡常数1/mg;ce为吸单层饱和吸附量,
=
t
1t
+2
qek2qe
(2)
附质平衡浓度。
Langmuir各材料对磷等温吸附实验结果见图2,方程拟合结果如表2所示。可以看出,未改性和改性后材料对磷的吸附等温线均符合Langmuir方程,相关系数均在0.9以上。未改性材料的单层饱和吸附量的大小关系为铁铝泥>赤泥>粉煤灰>沸石>硅藻土。改性后铁铝泥的饱和吸附量达73.53mg/g,是改性前的1.7倍,主要因为盐酸对铁铝泥表面的腐蚀作用增大了铁铝泥的比表面积,同时盐酸溶解铁铝疏通孔道,使其能为磷提供更多的泥中的一些杂质,
吸附点位,从而增大了磷的吸附量。改性后粉煤灰和赤泥的吸附量分别达48.07mg/g和91.74mg/g,分别是改性前的4.8倍和5.7倍,这主要是因为利用铁使得盐改性后增大了两种物质表面铁氧化物的含量,
式中:c为溶液中溶质的质量浓度;qt为吸附材料对磷的吸附量;t为吸附时间;k1为一级动力学速率常数;A为与初始质量浓度有关的常数;k2为准二级动力学速率常数;qe为平衡吸附量。
采用一级和准二级动力学模型拟合吸附材料吸结果如表1。可以看出,沸石、粉煤附磷动力学过程,
灰、赤泥对磷的吸附符合一级动力学模型,相关系数R2都在0.9以上。在一级动力学模型中,当时间t→+∞时,qt→A,因此A近似反应了吸附材料对磷的平衡吸附量qe,沸石、粉煤灰、赤泥拟合的平衡吸附量分6.37,6.66mg/g;一级和准二级动力学模别为2.25,
型都能较好地反映硅藻土对磷的吸附动力学过程,平