铁锆负载生物炭对水体中磷的吸附行为研究

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由于湖泊中总磷浓度较高(>0.02 mg/L),中国大多数湖泊均有不同程度富营养化趋势。吸附法由于其经济性以及材料的可循环性,在降低水中总磷污染方面越来越受到关注。因此,本研究拟进行吸附法去除水中总磷污染研究,制备不同温度条件的污泥生物炭,并用铁、锆金属离子对其进行负载改性;分析该生物炭材料对水体中磷的吸附效果;用SEM、FTIR、XRD等对制备的生物炭材料进行表征,探究其内部形态结构及其对吸附效果。研究结果表明:(1)一定温度范围内,将原始污泥放入马弗炉在600℃下煅烧2 h制备的原始生物炭比表面积最大,且对铁和锆的负载效率最佳;(2)比较铁锆负载生物炭、铁负载生物炭、锆负载生物炭、及原始生物炭对磷的去除效果发现,摩尔比为n Fe3+:nZr4+=3:7形成负载锆铁的复合材料的吸附效果最好;(3)通过分析铁、锆金属离子进行负载改性制成污泥生物碳材料的工艺条件发现,在200 m L超纯水中以0.4g/L的材料投加量对含磷40 mg/L的正磷酸钾溶液在200 r/min的恒温摇床中吸附120min,得到此复合材料的最大吸附容量46.76 mg/g;(4)对材料进行了吸附-解吸附实验,并进行材料的重复利用,结果表明材料的去除效率降低到一定值后,基本稳定。
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