磷和氟是水體中典型的污染物質(zhì).水體中存在過量的磷會導致水體富營養(yǎng)化,破壞水生態(tài)環(huán)境.富營養(yǎng)化水體中極易生長的銅綠微藻和富營養(yǎng)化引起的赤潮水體,對人體健康和水廠、養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生*危害.而水中過量的氟會通過食物鏈進入人體,導致氟骨病,甚至危害神經(jīng)系統(tǒng).我國對這兩種污染物質(zhì)有著嚴格的控制,在《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996) 一級標準中對總磷和氟的限值分別是0.5 mg ·L-1和10 mg ·L-1(以氟化物計),在《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749-2006) 對氟化物的限值是1 mg ·L-1.
目前,廢水除磷的方法主要有生物法、化學沉淀法、吸附法、膜技術(shù)處理法等;除氟方法主要有吸附、沉淀、離子交換以及膜分離技術(shù)等.其中吸附法因工藝簡單,條件易控,運行可靠,且可達到深度處理的目的,而受到廣泛關(guān)注.吸附劑是吸附法的核心,眾多的吸附劑被開發(fā)出來用于磷和氟的去除,其中某些金屬氧化物吸附劑由于能與磷、氟離子形成配位絡合物,具有良好的吸附選擇性而日益引起研究者重視.楊碩等用共沉淀法制備出除氟的羥基氧化鋯,實驗表明,當控制沉淀時間為10 h,沉淀終點pH值為7左右,烘干時間為72 h,焙燒溫度在100℃以下時,可以得到高吸附容量的除氟羥基氧化鋯;Dou等利用光譜學的方法研究了納米水合氧化鋯 (HZO) 除氟的性能和原理,該研究表明,HZO通過表面的自由羥基與F-進行配體交換來吸附F-,在pH值為4和7時,zui大吸附量分別為124 mg ·g-1和68 mg ·g-1,酸性條件能促進配體交換的進行. Su等的研究也發(fā)現(xiàn)納米氧化鋯對磷的吸附屬于內(nèi)層絡合吸附,pH值在6.2時,zui大吸附量達到99.01 mg ·g-1,且具有很好的選擇吸附性,其表面的羥基起到了關(guān)鍵作用. Connor等研究了二氧化鈦對磷的吸附性能,結(jié)果表明,磷酸根可以與二氧化鈦表面形成二齒配位體絡合物.然而,這些金屬氧化物在常態(tài)下通常以微納尺寸的形式存在,直接應用于固定床或其他流態(tài)吸附系統(tǒng)中時存在水損大、易流失和難回收等缺點.為此,有研究者開始將金屬氧化物與大顆粒的多孔載體相結(jié)合來制備復合吸附劑以突破金屬氧化物難以工程應用的技術(shù)瓶頸.辛琳琳等將Ti和La負載到活性炭上制備出復合吸附材料TLA,并研究了其砷氟共除的性能;Pan等將水合氧化鐵 (HFOs) 負載到樹脂制備復合吸附劑用于去除水體中的磷,研究結(jié)果表明,離子交換樹脂表面含有固定電荷的載體,由于Donnan膜效應,具備對水中帶反電荷的污染物離子的預富集作用,從而可以強化吸附劑對磷的去除,顯示了樹脂載體的*優(yōu)勢.