不同改性方法对污泥生物质炭磷吸附能力的影响研究

摘要

为了给市政污泥寻找一种合适的处理方法，以市政污泥为原材料，用热解和氯化镧改性两种方法制备生物质炭材料，用于处理含磷废水。探析了pH值、磷初始浓度以及干扰离子对污泥生物质炭除磷效果的影响，并讨论了污泥生物质炭磷吸附的热力学过程。结果表明：氯化镧改性污泥生物质炭对磷的最大平衡吸附量为58.76 mg·g-1,是热解污泥生物质炭磷最大吸附量(5.50 mg·g-1)的近11倍；热解污泥生物质炭磷吸附的最适pH值为6.0～10.0,而氯化镧改性污泥生物质炭磷吸附的最适pH值为4.0～6.0。Langmuir等温吸附模型能够很好地拟合热解污泥生物质炭吸附磷的热力学过程（R~2=0.9436）,Freundlich等温吸附模型能很好地拟合氯化镧改性污泥生物质炭吸附磷的热力学过程（R~2=0.9652）。氯化镧改性污泥生物质炭对磷吸附有较高的选择性，当干扰阴离子Cl-、NO3-和SO42-在很高浓度(0.5 mol·L-1)下时对氯化镧改性污泥生物质炭磷吸附的影响较弱。高浓度的HCO3-(5 mol·L-1)会显著增加水体的pH值，降低了氯化镧改性污泥生物质炭磷的吸附能力，但该生物质炭对磷仍保持着较强的吸附能力。氯化镧改性污泥生物质炭可以有效地去除污水中的磷，缓解水体富营养化，实现污泥的资源化利用。