【摘要】 研究了PFS对基本物理性质、除磷效率评价和吸附动力学的影响及其机理。

以聚合硫酸铁(PFS)为絮凝剂的絮凝泡沫轻骨料(FFLA)替代传统骨料以提高透水混凝土的除磷效率[1-3]。

 

研究了PFS对基本物理性质、除磷效率评价和吸附动力学的影响及其机理。结果表明，随着PFS含量的增加，FFLA的松装密度、圆筒抗压强度和软化系数下降，而吸水率随时间的推移而增加，这是因为PFS促进了过氧化氢的发泡，以及松装密度和软化系数之间的相关系数。

 

筒体抗压强度和软化系数均超过0.93。FFLA对TP和PO4^3--P的去除率最高分别为87.71%和96.49%。

 

根据吸附动力学模型的相关系数R^2，TP的去除可以通过伪一级模型和颗粒内扩散模型来体现。因此扩散和絮凝或沉淀在动力学机制中起主要作用。

 

根据FTIR和DTG-TG结果显示，60天的除磷浸泡对FFLA成分没有明显影响，可以有效保证透水混凝土的耐久性。

 

XRF结果中可以清楚地看到P2O5，因此FFLA的多孔结构可以有效地吸附磷。

 

为了开发一种适用于除磷透水混凝土的功能骨料，通过发泡技术和絮凝剂PFS获得其多孔结构和絮凝沉降性能。

 

对其基本物理性质和实验污水指标进行评价。揭示了PFS的动力学吸附模型和影响机制。

 

随着PFS含量的增加，FFLA的松装密度、圆筒抗压强度和软化系数降低，随时间的吸水率增加，且松装密度与圆筒抗压强度和软化系数之间的相关系数超过0.93。

 

所有这三个特性均由FFLA的孔结构决定。从水化热结果来看，这是由于PFS促进了SAC的水化，大量的水化热进一步促进了过氧化氢的发泡，导致骨料孔隙率增加。

 

FTIR和DTG-TG结果表明，除磷前后FFLA矿物成分基本相同，水化产物主要为水合硫铝酸钙和氢氧化电石，但除磷后前者由AFt转变为AFm，由于可溶性石膏的溶解导致高硫型向低硫型转变。

 

同时，由于氢氧化钙的溶解，碳化形成的碳酸钙的特征峰变弱。长时间浸泡对FFLA的成分没有明显影响，可以有效保证透水混凝土的耐久性。

 

XRF结果中可以清晰地看到P2O5，再次证明FFLA的多孔结构可以有效吸附污水中的磷。

 

[1] G. Ding, J. Yu, F. Liu, Water shortage and pollution in china, Sci. Acad. J. Environ. (2016)18-19, doi: 10.15413/ajes.2016.0403.

[2] J. Zhang, M.W. Bligh, P. Liang, T.D. Waite, X. Huang, Phosphorus removal by in situ generated Fe(II): efficacy, kinetics and mechanism, Water Res. 136 (2018) 120–130, https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.02.049.

[3] D.S. Liu, X. Quan, H.Z. Zhu, Q. Huang, L.X. Zhou, Evaluation of modified waste concrete powder used as a novel phosphorus remover, J. Cleaner Prod. 257 (2020), 120646, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120646.

 

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