CSCD来源期刊
中国科技核心期刊
RCCSE中国核心学术期刊
JST China 收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

金属改性生物炭的制备及其吸附除磷性能与机理研究

冯海霞 张小磊 张桐 甘芮齐 王宏杰 李继

冯海霞, 张小磊, 张桐, 甘芮齐, 王宏杰, 李继. 金属改性生物炭的制备及其吸附除磷性能与机理研究[J]. 环境工程, 2023, 41(12): 131-141. doi: 10.13205/j.hjgc.202312016
引用本文: 冯海霞, 张小磊, 张桐, 甘芮齐, 王宏杰, 李继. 金属改性生物炭的制备及其吸附除磷性能与机理研究[J]. 环境工程, 2023, 41(12): 131-141. doi: 10.13205/j.hjgc.202312016
FENG Haixia, ZHANG Xiaolei, ZHANG Tong, GAN Ruiqi, WANG Hongjie, LI Ji. PREPARATION OF METAL MODIFIED BIOCHAR FOR PHOSPHORUS REMOVAL BY ADSORPTION AND ITS MECHANISM[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2023, 41(12): 131-141. doi: 10.13205/j.hjgc.202312016
Citation: FENG Haixia, ZHANG Xiaolei, ZHANG Tong, GAN Ruiqi, WANG Hongjie, LI Ji. PREPARATION OF METAL MODIFIED BIOCHAR FOR PHOSPHORUS REMOVAL BY ADSORPTION AND ITS MECHANISM[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2023, 41(12): 131-141. doi: 10.13205/j.hjgc.202312016

金属改性生物炭的制备及其吸附除磷性能与机理研究

doi: 10.13205/j.hjgc.202312016
基金项目: 

深圳市科技创新委员会可持续发展项目"专2019N014 坪山河流域全天候水环境达标技术集成与应用示范"(KCXFZ202002011006362)

详细信息
    作者简介:

    冯海霞(1981-),女,高级工程师,主要研究方向为污水处理及面源污染。fhxsd@163.com

    通讯作者:

    王宏杰(1982-),男,研究员,主要研究方向为污废水处理技术及海绵城市。whj1533@qq.com

PREPARATION OF METAL MODIFIED BIOCHAR FOR PHOSPHORUS REMOVAL BY ADSORPTION AND ITS MECHANISM

  • 摘要: 随着生活污水管网覆盖率的提高和工业废水的点源排放逐渐被控制,农业面源污染成为影响地表水水质提升的主要问题。针对深圳市P河流的关键污染物磷酸盐提出控制技术——金属改性生物炭吸附。以当地丰富的景观植物落叶生物质为原材料,使用对植物无毒害性的Ca、Fe、Mg三种金属对其改性,确定其最优热解温度为500,400,600 ℃,制备3种金属改性生物炭(CaBC500、FeBC400、MgBC600),探究其对磷的吸附去除效果。结果表明,在磷酸盐浓度为14 mg/L和初始pH=8的条件下,CaBC500、FeBC400和MgBC600的最佳投加量分别为0.8,0.8,1.0 g,最高磷去除率分别为84%、92%和97%。CaBC500、FeBC400、MgBC600的静态磷酸盐吸附容量分别为65.5,69.3,49.3 mg/g。通过SEM、EDS、BET、FITR和XRD表征以及对吸附动力学、热力学和等温曲线模型的构造,可知吸附过程符合拟二阶与Langmuir模型,推测其磷吸附机制为表面沉淀、络合结晶、配体交换和静电引力。通过研究发现,利用金属改性生物炭可有效实现磷的吸附去除,说明该方法具有实际应用的潜力。
  • [1] 刘坤,任天志,吴文良,等. 英国农业面源污染防控对我国的启示[J]. 农业环境科学学报,2016,35(5):817-823.
    [2] WU C, ZHI D, YAO B, et al. Immobilization of microbes on biochar for water and soil remediation: a review[J]. Environmental Research,2022,212.
    [3] 宿永红. 固磷生物炭的研制及其固磷性能研究[D]. 昆明:昆明理工大学,2019.
    [4] 邓潇. 湘中典型灌区稻田镉污染调查与灌溉水镉生态拦截研究[D]. 中南林业科技大学,2017.
    [5] 梁文洁,郭盼梁,石晟昊,等. 改性生物炭吸附废水中磷的研究进展[J]. 山东化工,2022,51(6):137-138.
    [6] 苏浩杰,吴俊峰,王召东,等. 金属改性生物炭及其去除水中氮、磷的研究进展[J]. 工业水处理,2022,42(11):46-55.
    [7] 丁子卯,刘子森,邹羿菱云,等. 改性吸附材料选择性吸附除磷研究进展[J]. 净水技术,2022,41(6):7-14.
    [8] 王润之,何强,郭程晨,等. 稻秆生物炭负载Fe/Ca对化粪池中磷的吸附特性[J]. 土木与环境工程学报(中英文),2023,45(3):205-214.
    [9] MING Z,GE S,DANIELLE L G,et al. Evaluating biochar and its modifications for the removal of Ammonium, Nitrate, and Phosphate in water[J]. Water Research,2020,186:116303.
    [10] SING,SW K. Reporting physisorption data for gas/solid systems with special reference to the determination of surface area and porosity(recommendations 1984)[J]. Pure & Applied Chemistry,1985,57(4):603-619.
    [11] 王硕,汪雅茹,尹通,等. 改性生物炭对水体中氮和磷共去除:改性方法和吸附机制[J]. 化学试剂,2023:1-10.
    [12] CHEN L,CHEN X L,ZHOU C H,et al. Environmental-friendly montmorillonite-biochar composites:facile production and tunable adsorption-release of ammonium and phosphate[J]. Journal of Cleaner Production,2017,156:648-659.
    [13] CHEN Q,QIN J,CHENG Z,et al. Synthesis of a stable magnesium-impregnated biochar and its reduction of phosphorus leaching from soil[J]. Chemosphere (Oxford),2018,199:402-408.
    [14] PEPPER R A,COUPERTHWAITE S J,MILLAR G J. Re-use of waste red mud: production of a functional iron oxide adsorbent for removal of phosphorous[J]. Journal of Water Process Engineering,2018,25:138-148.
    [15] STANIENDA-PILECKI K J. The importance of fourier transform infrared spectroscopy in the identification of carbonate phases differentiated in magnesium content[Z]. Monmouth Junction:MultiMedia Healthcare Inc,2019,34:32-42.
    [16] DENG W,ZHANG D,ZHENG X,et al. Adsorption recovery of phosphate from waste streams by Ca/Mg-biochar synthesis from marble waste, calcium-rich sepiolite and bagasse[J]. Journal of Cleaner Production,2021,288:125638.
    [17] LALLEY J,HAN C,LI X,et al. Phosphate adsorption using modified iron oxide-based sorbents in lake water:kinetics,equilibrium,and column tests[J]. Chemical Engineering Journal,2016,284:1386-1396.
    [18] 王烽圣,许晓毅,时和敏,等. Fe2+改性菖蒲生物炭制备及对水中磷的吸附特性[J]. 环境工程学报,2021,15(11):3493-3503.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  150
  • HTML全文浏览量:  12
  • PDF下载量:  5
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-10-04
  • 网络出版日期:  2024-03-08

目录

    /

    返回文章
    返回