关键词:
农村生活污水
磷吸附
生物炭
铁改性
再利用
摘要:
以玉米秸秆为原料制备生物炭,通过与铁盐混合共热解制得铁改性生物炭(BC-Fe)。通过SEM、XRD、XPS和比表面积分析(BET)等表征手段探究了改性生物炭的形貌和结构特性。同时,吸附实验研究了该改性生物炭对磷的吸附特性与影响因素。结果表明,经铁改性的BC-Fe21具有最优异的磷酸盐吸附能力,在pH为5~11的范围内均展现出较好的除磷效果,说明BC-Fe21具有广泛的pH适应性。吸附动力学模型和等温吸附模型拟合结果显示,其吸附过程符合准二级动力学模型(R^(2)=0.97)和Langmuir等温吸附模型(R^(2)=0.98),说明BC-Fe21的对磷的吸附过程主要是单层化学吸附,且其最大理论吸附量为45.57 mg/g;共存阴离子实验表明SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)对BC-Fe21的吸附性能影响较小,而HCO_(3)^(-)的影响明显。XPS与Fe浸出实验表明BC-Fe21表面稳定存在的Fe^(Ⅱ)/Fe^(Ⅲ)物种是水体磷酸盐去除的主要贡献者,其主要通过与磷酸盐的直接配位作用去除水体中的磷。本研究为农村水环境污染的削减和废弃物的再利用提供了一条可行途径。