铈改性吸附材料去除水体中磷酸盐的研究进展

铈被证明具有去除磷酸盐的巨大潜力,将铈应用于常规吸附材料改性可提高其吸附磷酸盐的性能,可用于缓解日益加剧的水体富营养化。归纳了国内外有关铈改性吸附材料除磷的相关研究,总结了铈改性吸附材料的吸附机理,介绍了铈改性的不同种类吸附材料,并指出了当前研究的不足和对未来的展望,为铈改性吸附材料去除水体中磷酸盐的发展提供了理论基础...     

改性吸附剂去除废水中磷的应用研究进展

去除废水中过量的磷可以减缓水体富营养化。吸附除磷因具有能耗低、容量大、污染少等优点而备受关注，改性吸附剂则可在此基础上提高除磷的靶向性，拓宽操作条件，增大吸附容量。本文分析了改性硅酸盐类、改性金属氧化物类、改性固体废弃物类和聚合物类4类除磷吸附剂的改性方法和吸附性能。硅酸盐类吸附材料以及固体废弃物类材料除磷效果略差，但因来源丰富、价格低廉而具有极大的吸引力。聚合物类吸附剂具有高吸附容量、高选择性，但价格昂贵。金属（氢）氧化物具有出色的磷酸盐吸附性能，且选择性好、吸附速度快，这些化合物已被掺入到沸石、介孔二氧化硅和生物炭等材料中，进一步增强其吸附性能，并在工程材料应用中取得重大突破，主要包括磁性吸附剂和颗粒吸附剂。4类吸附剂的作用机理可归纳为两种：一种是吸附剂上的金属与磷酸盐离子发生配位反应，形成沉淀；另一种是酸性条件下吸附剂上的羟基质子化，使羟基带正电，质子化的羟基通过静电吸引使磷得以去除。通过对不同类别吸附剂的吸附特性进行对比分析，提出将高分子技术运用到吸附剂制备过程中，开发同时具有较强解吸能力的改性吸附剂将成为除磷吸附剂研究的新热点。     

3种Ca(OH)_2改性材料对水体磷的吸附特征研究

采用Ca(OH)_2对膨润土、红壤和炉渣进行改性,研究了改性材料对水体磷酸盐的吸附机理,探讨其脱附再生利用的可行性。结果表明,Ca(OH)_2改性能够明显增加3种材料的Ca含量并改变其表面形貌特征,且显著增加了红壤的比表面积(P0.05)。3种改性材料对磷的等温吸附曲线更符合Langmuir模型,单分子层和化学吸附的共同作用是主要除磷机制;改性膨润土、红壤和炉渣对磷的吸附是一个相对缓慢过程,分别在32、24、24 h达到吸附平衡,符合准2级动力学方程。通过4次吸附-解吸实验,3种材料的解吸率低于1%,Ca~(2+)在材料表面形成了碳酸钙等沉淀物,影响吸附剂的可重复利用性。改性材料增加了对富营养化水体磷的去除能力,可为筛选强化人工湿地磷污染去除的基质材料提供理论依据。     

基于有序多孔材料磷酸盐吸附剂的研究进展

过量的磷流入水体易导致水体富营养化等环境问题,吸附法由于操作方便、经济高效等特点被广泛应用于水体磷酸盐的去除。有序多孔材料具有孔道规则,比表面积大,孔容大等特点,其作为载体可有效提高活性物种的分散性,从而提高吸附剂吸附磷酸盐的效率。综述了基于不同有序多孔材料的吸附剂应用于水体磷酸盐去除的进展,主要包括有序多孔碳材料、有序多孔硅材料和金属有机框架。讨论了基于有序多孔材料吸附剂的磷酸盐吸附性能、主要吸附机理、影响因素及回收利用。总结了基于有序多孔材料吸附剂吸附磷酸盐存在的问题,展望了其未来研究方向及应用前景。     

二维层状双金属氢氧化物在去除磷酸盐中的应用

层状双金属氢氧化物（LDH）是磷酸盐去除的良好吸附剂，具有表面易改性、电荷可调、层间距可控、吸附能力强和吸附速度快的特点，能够有效解决水体富营养化问题。本文从LDH除磷性能的优化出发，综述了LDH的结构特征、除磷机理、制备方法、剥离方法的前沿理论和应用案例；基于目前LDH用作磷酸盐吸附剂面临着易团聚、胶体溶液不稳定、性能受控于pH以及难回收等问题，分析了磁性LDH、生物炭/LDH、GO(rGO)/LDH等复合材料的复合方法和性能改进方案，指出了LDH复合改性和LDH膜材料的研究新趋势，以及主要研究重点与热点。希望本文能够为LDH在水处理领域的研究提供新思路，为深入优化LDH吸附和膜分离性能提供理论支持和方向引导。     

基于有序多孔材料磷酸盐吸附剂的研究进展

过量的磷流入水体易导致水体富营养化等环境问题。吸附法由于操作方便、经济高效等特点被广泛应用于水体磷酸盐的去除。有序多孔材料具有孔道规则，比表面积大，孔容大等特点，其作为载体可有效提高活性物种的分散性，从而提高吸附剂去除磷酸盐的效率。该文综述了基于不同有序多孔材料合成的吸附剂应用于水体磷酸盐去除的进展，主要包括有序多孔碳材料、有序多孔硅材料和金属有机框架。讨论了基于有序多孔材料吸附剂的磷酸盐吸附性能、主要吸附机制、影响因素及回收利用等。总结了基于有序多孔材料吸附剂吸附磷酸盐存在的问题，展望了其未来研究方向及应用前景。     

改性粉煤灰对底泥污染物的吸附性能及应用

水体底泥中富集氮、磷、重金属等多种污染元素,粉煤灰以取材方便、处理简单、成本低、效率高等优势,被研究应用于底泥污染吸附材料的制备.文中详细介绍了粉煤灰的结构特点及吸附性能,分析了碱、盐以及CaO对粉煤灰的改性机理,阐述了3种改性粉煤灰材料对底泥以及污染水体中氮、磷、重金属的去除效果,明确了粉煤灰在治理黑臭水体底泥污染中的应用价值.     

水体富营养化及常用除磷方法研究进展

水体富营养化是一个全球性的环境问题,磷是导致水体富营养化的主要因素。因此,去除水中的磷是控制水体富营养化最直接的方法,除磷的方法包括化学法、生物法和吸附法等,其中吸附法由于操作简单、去除率高、成本较低等优点而被广泛运用。     

羟基铁对污水厂二级处理出水中低浓度磷的深度处理性能

以自行开发的羟基铁作为除磷吸附剂,针对低磷浓度水研究了羟基铁吸附法深度除磷的影响因素及吸附动力学,并对污水厂二级出水进行吸附除磷试验。结果表明:当水中磷酸盐的初始浓度为0.5 mg/L、羟基铁投加量为0.03 g/L、反应体系pH值为6.0、反应时间为30 min、体系温度为25℃时,羟基铁对磷酸盐的去除率为98.3%,剩余磷酸盐浓度为0.008 mg/L;在15～35℃的吸附等温线均能用Langmuir等温吸附模型描述,模型的R~2均达到0.99以上;伪二级动力学方程能够更好地拟合羟基铁对磷的吸附过程,R~2均达到0.999以上;2 mol/L的NaOH溶液对载磷羟基铁进行解吸,解吸率为97.3%,连续再生3次后的吸附量为初始吸附量的88.1%,再生效果明显;二级出水经羟基铁吸附深度除磷后,出水TP降至0.02 mg/L,可有效控制受纳水体的富营养化。     

镧改性材料对水中磷酸盐去除的研究进展

在各种除磷技术中,吸附法因其成本低、操作简单、设计简单而受到广泛关注;稀土镧由于对磷酸盐具有特异性而被广泛运用于复合吸附剂中,以增强吸附磷酸盐的能力。文中综述了近几年来用于磷酸盐去除的镧改性复合材料吸附剂的研究进展,主要包括镧氧化物/氢氧化物、镧改性铝/铁、镧改性黏土矿物、镧改性碳材料和镧改性其他材料,考虑了镧改性后吸附剂的吸附容量、pH及回收情况等。在进一步的研究中,应考虑镧改性复合材料吸附剂在复杂条件下的稳定性和潜在风险,以及其高效分离和再生的能力。     

镧-钙双金属凝胶微球对水中低磷含量的去除性能

以粉煤灰为基本骨架,将镧、钙双金属作为交联剂对海藻酸钠进行交联制备得到镧-钙双金属凝胶微球,并通过批量吸附实验和表征分析研究了镧-钙双金属凝胶微球对水中低含量磷的去除性能和去除机理。结果表明,镧-钙双金属凝胶微球具有不规则多孔结构,镧和钙2种金属被交联在了微球上,磷主要通过与微球上的La³⁺和Ca²⁺发生化学沉淀而被去除。随着微球投加量的增加,磷的去除率也随之增加;强酸性条件下微球的除磷效果较差;与磷共存的SO₄^2-和F^-会抑制微球对磷的吸附去除。微球对水体中低含量磷的吸附去除过程符合准2级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,属于非均相、化学吸附过程。     

煤系高岭土合成Al-MCM-41及镧改性后有效脱除磷

用煤系高岭土作为硅源和铝源合成介孔分子筛Al-MCM-41,然后浸渍镧获得一种具有高吸附容量和磷去除率的新型磷酸根吸附剂。分别考察了载体和镧负载量对吸附磷酸根性能影响。 硅铝比为48的介孔分子筛Al₄₈-MCM-41具有非常规整的一维孔道结构,作为载体为负载镧氧化物提供一个好的空间结构。负载量为15%的 La₁₅-Al₄₈-MCM-41磷酸根吸附量吸附时间先呈线性增长,后缓慢增加,最后趋于平衡,饱和吸附量为60.43 mg/g,投加量为0.12 g时磷去除率96.01%。通过比较不同初始pH值条件下吸附过程中的pH值变化情况,发现吸附剂表面上的羟基和磷酸根之间的离子交换是去除磷酸盐的主要原因。     

新型包埋吸附剂的制备及其除磷效果研究

为了吸附去除富营养化水体中的磷,利用碱酸改性凹凸棒石(ATP),经包埋成型技术制备一种新型吸附剂,考察其对水中磷酸根的吸附性能。结果表明,利用质量分数为8%的PVA包埋成型的Zr-ATP复合吸附剂在常温、常压下进行静态除磷试验,除磷效率为99%,吸附容量为7.8 mg/g,该富营养化修复剂值得进一步深化研究。     

一种用于处理含磷废水的新型纳米材料探究

本实验以海泡石等不同材料作为主体,酸化不同的时间并以不同的金属盐对其进行改性,制备出不同的纳米除磷剂并比较其除磷效果的差异。结果表明,制备这种新型除磷剂的最佳酸化时间为6h;四种不同的改性盐中,使用氯化镧进行改性时制备的除磷剂除磷效果最好,达到96%;以海泡石做主体制备的除磷剂对磷的去除率可达到94%,高于膨润土的87%。     

污水除磷技术的研究进展

水体中氮磷的累积是引起水体富营养化的主要原因之一。富营养化污染是目前世界各国面临的重大环境问题。造成湖泊富营养化的限制性物质主要是磷。因此,除磷技术的研究和应用就显得十分重要。除磷技术效果比较好、应用比较多的是生物除磷技术和化学除磷技术,两种技术各有优缺点,除磷技术的发展方向是生物除磷和化学除磷的联合使用。     

粉煤灰在含氟含磷废水处理中的应用

粉煤灰是火电厂排出的固体废弃物,其作为絮凝剂和吸附剂在废水处理方面已经得到了广泛的应用。人体长期过量摄入氟元素会导致地方性氟病,磷是引起水体富营养化的限制因素。该文叙述了粉煤灰在含氟含磷废水中的应用现状,探讨其影响因素和改性方法,并进一步分析了粉煤灰除氟除磷的机理。结果表明,粉煤灰的组成,特别是其Ca/CaO含量和反应的操作条件对氟、磷的去除效果有较大的影响;酸、碱、盐、微波、负载、工艺改变和新材料转化等改性方法有利于提高粉煤灰对氟和磷的处理能力;粉煤灰对氟和磷的去除主要依赖于吸附作用和凝聚作用。