Fe浸渍污泥生物炭对含Cd(Ⅱ)废水的吸附性能研究

通过城市污泥热解制备污泥生物炭(BC),采用FeCl_3溶液浸渍污泥生物炭后制备出磁性污泥生物炭(MBC),对比了BC与MBC去除水溶液中Cd(Ⅱ)的能力。考察溶液初始pH、吸附时间、吸附温度以及Cd(Ⅱ)初始浓度对BC和MBC去除Cd(Ⅱ)效果的影响。结果表明,BC和MBC均符合拟二级动力学吸附模型;Langmuir吸附等温模型能够更好地描述BC和MBC去除Cd(Ⅱ)的过程。在溶液初始pH为6.0,生物炭投加量为10 mg,Cd(Ⅱ)质量浓度为10～150 mg/L的溶液25 mL,吸附时间为360 min,温度为25℃的最佳条件下,BC和MBC对Cd(Ⅱ)最大的吸附量分别为76.93 mg/g和167.42 mg/g。经过5次吸附解吸试验,MBC的Cd(Ⅱ)去除率保持在90%以上,BC的Cd(Ⅱ)去除率在55%左右,说明MBC具有更好应用于去除含Cd(Ⅱ)废水的能力。     

污泥基生物炭处理重金属废水研究进展

简述了污泥基生物炭制备方法和吸附重金属的影响因素以及主要机理,包括物理吸附、静电吸附、离子交换、络合作用以及化学沉淀;介绍了污泥基生物炭改性方法以提高吸附重金属效果;最后对污泥基生物炭的应用进行了展望。     

硝酸改性污泥基生物炭除U(Ⅵ)效果及机理分析

以城市污泥为原料制备出污泥基生物炭,并通过硝酸改性得到硝酸改性污泥基生物炭（SSB-AO）,探究了SSB-AO投加量、溶液初始pH、离子强度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度以及吸附温度等对SSB-AO去除U(Ⅵ)的影响,通过SEM-EDS、FTIR及XPS分析SSB-AO对U(Ⅵ)的去除机理。结果表明：SSB-AO对U(Ⅵ)的吸附符合拟二级动力学模型,吸附过程以化学吸附为主;等温吸附过程符合Langmuir模型。在30 ℃、NaNO3浓度为0.01 mol/L、吸附时间300 min、初始pH=6、U(Ⅵ)初始质量浓度为10~100 mg/L及SSB-AO投加量为0.6 g/L的条件下,SSB-AO去除U(Ⅵ)的理论最大吸附量为80.34 mg/g;通过5次吸附-解吸实验,其吸附率保持在88%以上,说明SSB-AO具有良好的重复使用性;SSB-AO去除U(Ⅵ)的机理为内表面络合作用、静电作用以及离子交换。研究显示硝酸处理污泥基生物炭能有效地提高其对U(Ⅵ)的吸附能力,为含U(Ⅵ)废水处理提供借鉴。     

硝酸酸化生物炭强化去除水中Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的特性

采用常温硝酸酸化技术对茶叶渣生物炭(BC)进行改性,制备了酸化生物炭(A-BC),并用SEM、TEM、BET、Boehm滴定、FTIR对A-BC的表面物理化学特性进行表征。在此基础上,以BC为参照,考察A-BC对水中典型重金属离子Pb(II)、Cd(Ⅱ)的吸附特性。结果表明,A-BC对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附容量远高于BC,且吸附等温线符合Freundlich模型;吸附速度较快,在100 min内即可达到平衡,Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在A-BC孔内的传质系数分别可达5.5×10~(-9)、1.0×10~(-8)cm~2/s。A-BC可在高浓度HA和碱金属共存条件下实现对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的靶向吸附。经历10次吸-脱附循环后,A-BC对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附容量未出现明显下降。XPS结果显示,A-BC主要通过表面功能基团与Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的外球络合作用实现吸附去除。在柱吸附装置内,A-BC可实现含Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)模拟废水的达标处理,具有广阔的应用前景。     

污泥基生物炭的水热法制备及吸附性能研究

以城镇污水处理厂剩余污泥为原料,通过水热法制备生物炭,并研究所得生物炭在不同条件(吸附剂投入量、溶液浓度、pH值和温度)下对刚果红废水的吸附效果。研究结果表明,所得生物炭产率高,且在酸性条件下对刚果红具有较好的吸附性能;温度对污泥基生物炭吸附性能的影响很小;当体系反应温度为25℃,溶液pH值为3时,投加2 g/L生物炭,可将20 mg/L的刚果红废水吸附完全。     

磁性污泥基生物炭的制备及对甲基橙的吸附

采用污水处理厂剩余污泥为原料,制备了磁性污泥基生物炭复合材料,采用扫描电镜、能谱分析、傅里叶红外光谱等手段进行了表征,并考察了所制备复合材料对甲基橙的吸附性能.结果表明,所制备的复合材料在甲基橙初始pH=3.0,生物炭投加量为0.8 g/L时,磁性生物炭对甲基橙呈现了良好的吸附性能.经过5次吸附解吸试验,磁性污泥基生物...     

硝酸改性污泥基生物炭除U(Ⅵ)效果及机理分析

以城市污泥为原料制备出污泥基生物炭(SSB),并通过硝酸酸化处理得到硝酸改性污泥基生物炭(SSB-AO),探究了SSB-AO投加量、溶液初始pH、离子强度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度以及吸附温度对SSB-AO去除U(Ⅵ)的影响,通过SEM-EDS、FTIR及XPS分析SSB-AO对U(Ⅵ)的去除机理.结果表明:SS...     

硫酸钙/污泥基生物炭对水中铅的吸附性能研究

将硫酸钙作为添加剂与污泥共热解制备硫酸钙/污泥基生物炭(SBC),并使用BET、SEM、FTIR和XRD表征,研究了其对Pb~(2+)的吸附去除特性。结果表明,硫酸钙已负载在生物炭表面并对去除Pb~(2+)有促进作用。当温度为25℃,初始pH为5,SBC投加量为0.4 g/L,吸附时间为240 min时,Pb~(2+)去除率可达99.69%。Langmuir等温吸附模型能更好地描述SBC对Pb~(2+)的吸附过程,最大吸附量为280.899 mg/g;SBC对Pb~(2+)的吸附更符合准二级动力学模型,该吸附过程可能以化学吸附为主;热力学分析表明SBC对Pb~(2+)的吸附是自发的吸热过程,升温有利于吸附。     

牛粪生物炭对废水中Cu(Ⅱ)的吸附效果及机理研究

为了有效去除废水中Cu²⁺,以牛粪为原料,制取生物炭,采用等温吸附法及动力学吸附法研究生物炭对废水中的Cu²⁺的吸附效果,并通过XRD、FTIR、BET与元素分析等进行表征。结果表明：热解温度、时间、pH是影响生物炭产率及吸附量的因素。700℃制备的牛粪生物炭(CDB700[2h])对废水中的Cu²⁺吸附量是最高,达到了0.623 mg·g^-1,去除率达到了99.7%。说明,CDB700[2h]具有作为废水中Cu²⁺吸附材质的潜力,本研究为生物炭去除废水中重金属污染的修复提供了理论依据与应用参考。     

污泥基生物炭的制备及其碘吸附值测试

污泥炭化制备生物炭是目前较有发展前景的一种污泥资源化利用处理方式。本研究以深圳固戍污水处理厂脱水污泥为实验原料,研究了碳化温度、碳化时间、污泥活化温度、活化剂种类和活化剂硫酸掺杂量对所得污泥基生物炭碘吸附值的影响。综合考虑吸附性能和经济性,得出污泥基生物炭最佳的制备条件为:污泥用体积比为3︰2的1 M H_2SO_4︰5 M ZnCl_2活化剂80℃下水浴加热活化24 h后,在550℃下炭化1h。所得污泥基生物炭的碘吸附值最大,为548.65 mg/g。     

市政污泥生物质炭在废水吸附处理中的应用

随着经济全球化的飞速发展,城市污水处理中排放的污泥量日益增加,预计到2025年我国市政污泥年产量将超过9000万吨。市政污泥中含有的病原微生物、有机物及重金属,会对环境和人体健康造成严重危害。污泥衍生的生物炭材料因其较大的比表面积、优良的孔隙结构以及丰富的含氧基团,被广泛应用于废水吸附处理领域,实现了固体废物再利用和去除污染的双重目的,做到以废治废,达到生态与发展的双赢。本文系统总结了污泥生物质炭的制备及改性方法、综述了其对废水中重金属、染料、无机盐、抗生素、酚类等的应用及其吸附机理,指出未来污泥生物炭的发展方向和需攻克的难题,努力形成绿色低碳的资源化处理体系。     

污泥基生物炭制备及其对活性黑5染料的吸附研究

以污水处理厂剩余污泥为原料制备生物炭是富有潜力的剩余污泥资源化途径。利用剩余污泥制备了生物炭,将其用于处理废水中的有机染料活性黑5,通过调整制备工艺参数,考察了粒径、反应温度和投加量对污泥基生物炭吸附性能的影响,并对其结构和形貌进行了研究,结果表明：原料污泥粒径、反应温度对污泥基生物炭吸附性能均有明显影响,最佳制备工艺条件为采用0.074 nm(200目)粒径污泥颗粒、反应温度450℃经马弗炉焚烧制取;污泥基生物炭投加量为7 g/L时,对50 mg/L模拟废水中活性黑5染料的去除率可达到79.66%,吸附量为5.7 mg/g,对100 mg/L模拟废水中活性黑5染料的去除率可达到68.76%,吸附量为9.8 mg/g。     

污泥生物炭制备及其对磷的吸附性能研究

以污水污泥、粉煤灰为原料,以质量分数为30%的氯化锌溶液为活化剂,在不同温度下煅烧制备污泥生物炭,用于处理含磷废水。通过单因素静态吸附实验探讨了污泥生物炭对磷的去除效果,并探究了其吸附机理。结果表明：300 ℃制备的污泥生物炭具有较好的除磷效果;扫描电镜（SEM）、比表面分析仪、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）对原料和污泥生物炭表征结果显示,污泥生物炭煅烧前后的形貌及表面基团发生了显著改变,煅烧后样品的表面产生了较多微小空隙,比表面积增大,最高可达5.51 m²/g;在磷初始质量浓度为50 mg/L、吸附剂用量为16 g/L条件下,吸附在90 min达到平衡,磷的去除率高达93.73%;吸附过程符合准二级动力学方程及Freundlich等温吸附模型,最大饱和吸附量为9.615 mg/g;整个吸附过程ΔG⁰<0、ΔH⁰<0,是自发进行的放热过程;吸附过程除物理吸附外,同时涉及磷酸盐与吸附剂—OH或C—O共价键发生电子对配位作用,为物理-化学复合吸附;吸附剂第5次吸附为首次吸附量的85.74%,表现出较好的再生性能。     

污泥基活性炭深度处理垃圾渗滤液的研究

以市政污泥为主要原料,掺加少量玉米秸秆,采用化学活化与高温热解的方式制取污泥基活性炭,通过对活性炭表征分析得出秸秆最佳质量掺合比为10%,对垃圾渗滤液尾液动态吸附结果表明污泥基活性炭深度处理效果良好。物料平衡与能量衡算结果显示:污泥热解制备活性炭过程中产生的能量大于外界加热所需能量,理论上可在不消耗外界能量下进行规模化生产。     

磁化改性污泥基生物炭对水中磷的吸附

为提高市政污泥生物炭对水中磷的吸附,将市政污泥在700℃下制备的热解生物炭(BC700)用FeCl3溶液进行磁化改性,制备磁性生物炭(MBC700),表征改性生物炭的组成、官能团分布和表面性质,考察其对典型水中磷的吸附效果和脱附后重复利用性.结果 表明,改性后铁氧化物已成功负载在生物炭的表面和孔隙中.在温度25℃、pH...     

生物炭吸附水体中重金属的机理及应用

含重金属的天然水体引起的水环境污染问题不容忽视,水体中的重金属影响生态环境、人体健康、农业的可持续发展等。生物炭是集环保、吸附重金属、原料丰富、成本低等优势为一体的新型吸附剂。综述了生物炭吸附水体中重金属的机理、生物炭的改性研究以及生物炭吸附水体中重金属的国内外应用,并探讨了今后生物炭吸附重金属的发展方向。     

污泥基生物炭处理酸性含U（Ⅵ）废水的效能与机理

通过城市污泥(SS)慢速热解制备污泥基生物炭(SSB),并研究初始pH、投加量、共存离子、吸附时间和温度等因素对SSB去除U(Ⅵ)的影响,探讨吸附动力学和吸附等温线特征。通过元素分析、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析U(Ⅵ)吸附去除的机理。结果表明SSB去除U(Ⅵ)的适宜条件为:pH=3、投加量1 g/L、吸附时间240 min;在此条件下,在温度30℃时最大吸附量为34.51 mg/g。吸附动力学符合拟二级动力学模型;Langmuir吸附等温模型能更好描述生物炭对U(Ⅵ)的吸附行为。U(Ⅵ)吸附去除机理主要包括静电作用,与Si—O—Si的n-π相互作用,与羟基(—OH)、羧基(—COOH)的配位络合。通过5次吸附-解吸试验发现,U(Ⅵ)去除率和SSB再生率均在80%以上。本研究表明污泥基生物炭具备处理与修复酸性含U(Ⅵ)废水污染的潜力。     

水合氧化锆改性污泥生物炭对磷酸盐的吸附特性研究

将剩余污泥在 600 ℃下热处理得到污泥生物炭（SBC）,以 SBC为载体通过一步共沉淀法制得新型水合氧化锆改性污泥生物炭（SBC-Zr）,对其进行了表征,并研究了其对磷酸盐的吸附行为。表征结果表明,该吸附剂成功负载水合氧化锆,比表面积为 183.03 m²/g,孔容为 0.07 cm³/g。吸附实验结果表明：SBC-Zr 在 pH=2 时获得较高吸附量;随着投加量的减少,吸附量逐渐减小;SO₄^2-对吸附性能影响较 Cl^-、NO₃^-以及腐殖酸（HA）明显;准二级动力学模型能更好地拟合吸附动力学数据,且吸附过程较好地符合 Langmuir 等温吸附模型;SBC-Zr 吸附磷酸盐的机理包括静电吸引和磷酸盐取代表面 O-H 基团形成内层配合物。应用其处理实际含磷污水,可将磷酸盐浓度从 1.30 mg/L 降低到0.36 mg/L。     

污泥生物炭对水中对氯硝基苯的吸附性能研究

对氯硝基苯(p-CNB)是一种难降解的有机污染物,具有“三致”效应。对污泥制备污泥生物炭吸附p-CNB模拟废水进行了研究,探究了污泥生物炭热解温度、污泥生物炭投加量、模拟废水初始pH、水中常见阴阳离子、腐殖酸以及污泥生物炭重复使用次数对p-CNB吸附的影响,并探究了吸附动力学、吸附等温线和吸附机理。结果表明,污泥生物炭对p-CNB有较好的吸附去除效果和循环使用性;初始pH和水中常见阴阳离子对WB700吸附p-CNB几乎没有影响,但随着腐殖酸浓度的增加,去除率逐渐降低;WB700对p-CNB的吸附符合准二级吸附动力学和Langmuir模型,吸附机理主要为氢键和π-πEDA互相作用。     

磷基改性生物炭的制备及对重金属Pb(Ⅱ)的吸附

水体重金属污染对自然环境和人体健康造成了极大的危害,开发新型污染治理材料具有重大意义.本研究以玉米秸秆、牛粪粉末、小麦秆和麦穗为原料,以羟基磷灰石(HAP)和磷酸二氢钾(KH2PO4)为改性剂,采用浸渍-热解法制备生物炭,并探讨了生物炭对水中Pb(Ⅱ)的吸附效果.结果 表明,磷基改性生物炭相比未改性生物炭对铅的吸附容量...