活性氧化鋁是一種比表面積大、吸附性能好、強度與化學穩定性好、熱穩定性較好的固體吸附劑。常用的除磷吸附劑粉煤灰中也含有較多的活性氧化鋁。具體參閱幾種除磷吸附劑效果對比一文
活性氧化鋁吸附脫磷的機理為:
離子交換:
活性氧化鋁表面分子與水結合生成氫氧化鋁,進而與磷酸根離子發生離子交換,生成磷酸鹽。
靜電吸附:
表面絡合吸附理論認為,活性氧化鋁固體表面的鋁離子首先與配位體水分子絡合,絡合配體水分子在氧化物表面發生質子遷移過程,形成表面羥基;羥基化的氧化物表面隨著水溶液pH的不同,非特性吸附H+或OH-離子產生表面帶電現象,表面所帶的電荷能吸附水溶液中的磷。
綜上所述,活性氧化鋁的吸附同時存在著離子交換和靜電吸附的雙重作用。研究發現,活性氧化鋁對磷的吸附容量可以達到10mg/g,是活性炭的3-9倍。
影響活性氧化鋁除磷效果的原因:
PH:降低pH對磷吸附有利,但pH過低會造成活性氧化鋁的酸溶解,不利于吸附進行;反之,pH過高時,反應為了保持平衡,會逆向進行反應,導致磷不能得到有效的去除,有解析現象產生,磷的去除效果較差。在酸性條件下的吸附效果要明顯好于堿性條件下的吸附效果,pH為5~6時,活性氧化鋁對磷的吸附效果最好。
初始濃度:初始溶液的濃度越高、吸附時間越長,活性氧化鋁對磷的吸附量越大。由于吸附劑表面液膜和溶液本體之間產生了較大的濃度差,迫使磷向活性氧化鋁表面移動,吸附在活性氧化鋁表面。活性氧化鋁對磷的主要吸附作用發生在3h之內,吸附時間超過3h,活性氧化鋁對磷的吸附速率減弱,吸附緩慢,吸附量趨于平衡。
投加量與吸附時間:最佳投加量與吸附時間要根據原水濃度做小型試驗得出具體數值。