改性生物炭吸附废水中磷的研究进展

水体中磷的去除意义重大,吸附除磷因具有成本低,效果高,操作简单等优点而备受关注.生物炭作为一种具有多孔结构,对环境友好的吸附材料已被广泛应用,但是生物质直接制备的生物炭的磷吸附能力却十分有限.以原始生物炭为基础,将生物炭通过不同方法改性发现与原始生物炭相比,吸附能力显著提高.本文章分析近年来酸碱、金属、氧化剂改性生物炭...     

改性生物炭作为磷吸附剂的应用与经济效益分析

综述了原材料、炭化温度、改性剂、pH、共存离子以及生物炭再生等因素影响改性生物炭对磷（P）吸附性能的原因,并对不同改性生物炭的吸附性能及其吸附回收磷的经济效益进行了分析,以期为新型高效磷吸附材料研发提供指导与借鉴。     

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。     

一步法制备Mg改性玉米芯生物炭吸附磷酸盐研究

研究通过MgCl2溶液浸泡玉米芯后在450℃下慢速热解1 h 一步法制备获得Mg改性生物炭(Mg-BC),探究其对磷酸盐的吸附和影响因素.结果表明,Mg-BC吸附磷符合准1级、准2级动力学模型,说明吸附过程主要受物理、化学作用控制.Mg-BC对磷的等温吸附符合Langmuir方程,吸附类型为单分子层吸附,最大吸附量为5...     

钙改性花生壳生物炭对废水中四环素的吸附研究

生物质废弃物的处理和四环素污染物的去除是环境修复的重要问题。以花生壳为原料,通过浸渍-焙烧的方法制备了钙改性花生壳生物炭（CaBC）。采用X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FT-IR）、扫描电镜（SEM）和氮气吸附-脱附仪对所制备的生物炭进行了表征,考察了溶液pH、共存离子等因素对生物炭去除废水中四环素（TC）性能的影响,并研究了该过程的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,所制备的生物炭具有丰富的介孔结构,有利于对四环素的吸附。在pH为7.0条件下,CaBC-800对TC具有最好的吸附效果。共存离子的存在对生物炭的吸附能力影响不显著。动力学研究表明CaBC-800对TC的吸附过程符合准二级动力学方程,二级动力学常数为0.001 3 g/（mg·min）。吸附等温线符合Langmuir方程,且最大理论吸附量为72.251 mg/g。该研究为四环素的去除提供了一种新型吸附剂,显示了CaBC-800在废水修复中的应用潜力。     

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...     

生物炭在土壤中对磷吸附热力学影响

生物炭在提高土壤对磷吸附效率和吸附量方面具有重要作用。本论文以花生、香菇和秸秆为生物炭原材料,通过实验研究了不同原料的生物炭对土壤吸附磷的效果的影响,进行了吸附热力学的分析,研究结果表明：在添加不同投加量香菇生物炭的土壤中,生物炭投加量越大,对磷的吸附效果越高。可以用Freundich方程描述添加香菇生物炭的土壤对吸附磷的热力学过程。在添加三种不同原料的生物炭到土壤对磷的吸附实验中,三者都明显比空白土壤吸附效果强,添加水稻秸秆生物炭的土壤吸附自发性最好。     

生物质炭改性微球去除化工废水中无机磷的性能研究

我国化工废水排放量巨大,其中含有的无机磷会导致淡水富营养化。选用来源广泛且环境友好的海藻酸钠为载体,微波一步热解活化法制得的高比表面积甘蔗渣生物炭为添加剂,氯化铁溶液为交联剂,通过溶胶凝胶法和包埋法制备了SA-Fe、SA-C-Fe和SA-C-Fe(C)三种吸附材料,并用其进行了无机磷的去除实验。研究发现三种材料的吸附过程均符合准二级动力学模型,其中SA-Fe和SA-C-Fe的吸附过程符合Langmuir等温模型,其对无机磷的最大吸附量分别为53.79 mg/g和78.75 mg/g;SA-C-Fe(C)对无机磷的吸附过程符合Langmuir-Freundlich等温吸附模型。SA-C-Fe材料吸附无机磷过程存在配体交换、静电吸引和表面沉积三种吸附机制,吸附容量最高;SA-C-Fe(C)微球经过碳化后,羟基官能团数量减少,配体交换作用减弱,且形成了铁氧化物沉积层,吸附容量最低。     

改性石英砂过滤吸附去除微量磷

对涂铁改性石英砂滤料进行了过滤吸附去除微量磷试验研究。结果表明,改性石英砂对总磷的去除率迭90％以上。吸附试验获得的对溶解性总磷的吸附等温线属于Langmauir型,并得出涂铁改性石英砂的除磷吸附等温式。     

寒喘祖帕颗粒药渣生物炭对废水中磷的吸附研究

本文以寒喘祖帕颗粒药渣为原料,采用慢速热解法在200、300、400、500、600℃下热解制备生物炭(Biochar,BC),并对其进行扫描电镜(SEM)、近红外(NIR)与红外光谱(IR)分析;考察BC吸附模拟废水中磷的效能,反应影响因素主要包括：BC加入量、pH值、温度、磷初始浓度、反应时间。BC表征结果表明,随热解温度的升高,BC颜色逐渐变黑,炭产率随之降低,BC内部孔隙增大,孔状结构更为完整;NIR,IR谱图显示,BC具有C-H、N-H、O-H等骨架结构和C=C、C=O、C≡C,C≡N等表面官能团,与其吸附性能有密切关系。BC吸附磷的最佳条件：pH值为4～8,BC加入量0.005g,温度25℃,吸附时间4h,磷初始浓度100μg·m L^-1,表明少量BC在室温,酸性或弱碱性条件下适宜于处理含高浓度磷的废水。     

改性生物质炭对水样中磷的吸附性能研究

近些年,农业的迅速发展导致化学肥料、农药的大量使用,也引起磷污染。本论文对生物质炭采用氢氧化钠和金属处理对磷进行吸附。结果表明,钙镁摩尔比为1∶2时的生物质炭对PO■的吸附量最高,达到0.149 mg/g,投加量为32 g/L,pH在弱碱性条件下吸附效果最好,静态吸附平衡时间为17 h,温度对吸附影响不明显。吸附动力学模型符合准二级动力学模型,等温吸附过程符合Langmuir模型。     

改性椰壳生物炭对水体苯酚吸附效应研究

采用酸碱、MgCl2/FeCl3混合溶液两种方法对椰壳生物炭进行改性,设置不同盐度、温度、pH、瘸殖酸、反应时间等理化条件,研究改性椰壳生物炭吸附苯酚的效应,并进行吸附动力学研究.结果 表明,两种改性椰壳生物炭对水体中苯酚的吸附效果均比未改性好,吸附速率更快.盐度和温度升高均可促进生物炭对水体中苯酚的吸附;pH在2～1...     

改性玉米芯生物炭对废水中铜和氨氮的吸附

用KMnO_4改性玉米芯生物炭,并用改性生物炭吸附水中的Cu~(2+)和氨氮。结果表明:改性后,生物炭中的—OH基团数量增多且其表面有新生态MnO_2生成,吸附能力增强;生物炭吸附Cu~(2+)、氨氮的最佳pH为7;共存Na~+不影响生物炭对Cu~(2+)的吸附,但显著影响对氨氮的吸附。生物炭对Cu~(2+)、氨氮的吸附分别遵循准二级、一级动力学模型。Freundlich模型能更好地模拟生物炭对Cu~(2+)的吸附行为,Langmuir模型能更好地模拟生物炭对氨氮的吸附行为。     

沸石去除废水中磷的研究进展

沸石作为一种大储量的矿物,对废水中的各种污染物有很强的吸附作用,被广泛应用于污水处理中。文章介绍了天然及改性沸石去除水中磷的研究现状和进展,对沸石的除磷机理进行了归纳总结,对今后的应用前景进行了展望。     

改性沸石去除废水中氮和磷的机理与应用

沸石不仅在自然界中广泛分布,而且在水和废水处理中也得到广泛的应用。该文介绍了天然沸石的几种主要改性方法,包括物理改性、酸改性、碱改性、盐改性、稀土改性和有机阳离子表面活性剂改性。讨论了应用以上改性沸石去除废水中氮和磷的机理,回顾了改性沸石强化废水脱氮除磷效果的性能研究,并展望了改性沸石今后进一步的研究方向和应用前景。     

生物炭及改性生物炭的制备与应用研究进展

生物炭因具有制备原料来源广泛、比表面积大、孔隙发达、富含碳素、表面官能团丰富等特点而被广泛用于土壤改良、污染物去除、固碳减排等方面.近年来,研究发现将生物炭进行物理、化学或生物改性,会强化生物炭功能,有利于生物炭的高效利用.综述了生物炭及改性生物炭的制备,理化性质分析及其在土壤、水体、大气中的应用,并将改性前后生物炭进...     

解磷菌改性生物炭去除水中U(Ⅵ)的效能与机理

采用解磷菌(PSB)对猪粪生物炭(PMBC)改性制得改性生物炭(PMBC+PSB)，探讨了其对水中U(Ⅵ)的去除效果与作用机制。研究结果表明， PMBC改性24 h制得生物炭(PMBC+PSB24)的除U(Ⅵ)效果最佳，改性后生物炭内壁孔洞明显增多，BET结果测定PMBC+PSB24比表面积和总孔体积相较改性前分别增加了88.1%和39.7% 。当温度为30 ℃，pH值为4， U(Ⅵ)初始质量浓度10.00 mg/L，PMBC+PSB24投加量0.20 g/L时，其对水中U(Ⅵ)去除率达99.46%。PMBC+PSB24对水中U(Ⅵ)最大吸附容量达555.19 mg/g，相较未改性的提升24.44%，吸附过程符合Freundlich 等温模型与拟二级动力学模型。SEM、TEM表征结果显示，PMBC+PSB24表面和菌体内部均出现放射状晶体，XRD结果表明该晶体为变钾铀云母[K(UO2)(PO4)·3H2O]。FTIR、XPS结果表明，PMBC+PSB24表面官能团丰度提高，参与吸附的主要为羟基和磷酸基团。改性生物炭主要的除U(Ⅵ) 机理为表面络合和矿化沉淀。经过5次吸附-解吸循环后改性生物炭的吸附量仅下降9.4%，具有良好的再生性能。     

铁、锆改性生物炭对水中磷的吸附特性及机理研究

针对水体富营养化现象,以青霉素菌渣为原料制备生物炭,通过共沉淀法在所制备生物炭上负载铁、锆离子,得到了一种新型除磷吸附剂 Zr Fe-HBC,研究了其对水中磷酸盐的吸附特性及吸附机理。结果表明,Zr FeHBC 具备多层级孔隙结构,铁、锆离子以氧化物形式结合于生物炭之上。Zr Fe-HBC 吸附磷酸盐的过程符合准二级动力学和 Freundlich 模型,为多分子层的化学吸附,在 25 ℃时饱和吸附量为 18.26 mg/g。Zr Fe-HBC 对磷酸盐的吸附量随 p H 降低而增加,适合在酸性条件下对磷酸盐进行吸附处理。共存阴离子可与磷酸盐竞争吸附位点,其中 CO₃^2-对磷酸盐吸附产生严重干扰。选择 1 mol/L Na OH 溶液对吸附后的 Zr Fe-HBC 进行解吸,经过 5 次吸附-脱附循环,Zr Fe-HBC 仍保持 78% 的吸附容量。综合吸附实验与表征结果分析 Zr Fe-HBC 对磷酸盐的吸附机理,结果表明,Zr Fe-HBC 主要通过静电吸附、配体交换和表面沉淀作用对磷酸盐进行吸附。     

Cu Al-LDHs/生物质炭的制备及对水中磷的去除

采用水热法制备铜铝层状双金属氢氧化物,负载在剑麻生物质炭上,得到CuAl-LDHs/生物质炭,通过SEM、BET、XRD和FTIR等对结构进行表征,考察了初始pH值、投加量、吸附时间和温度等对吸附除磷的影响,并讨论了吸附动力学与等温吸附特性。结果表明,制备的材料结晶度高、粒径小,平均孔径为4.37 nm;吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温方程。在pH为8.0,温度25℃时,对磷的最大吸附容量可达78.56 mg/g。