Mg/Ca浸渍改性生物炭去除废水中磷的研究

摘要

以农林废弃物水稻秸秆作为生物炭原料,在400、550℃的热解温度下制备生物炭,探究CaCl_(2)、MgCl_(2)改性生物炭(CBC-400、CBC-550、MBC-400、MBC-550)对磷的吸附性能。研究结果显示,MBC和CBC对磷的吸附特点不同:MBC对磷的吸附速率慢但吸附量大,而CBC的吸附速率快但吸附量小。等温吸附实验结果显示,MBC-400和MBC-550的饱和吸附量分别为67.08、60.17 mg/g,高于CBC-400和CBC-550(5.97、18.51 mg/g)。根据吸附动力学结果可知,CBC的吸附过程符合准一级吸附动力学,MBC对磷的吸附分为表面扩散和吸附两个阶段进行。在初始pH为3~11范围内,由于CaHPO4和Ca(H2PO4)2的表面沉淀作用受pH的影响,CBC吸磷量随pH的升高而略微上升,而MBC在静电吸附作用下吸磷量随着pH的升高而下降。采用XPS、SEM、BET、FTIR、XRD对生物炭的吸附作用进行分析,结果表明CBC吸附磷主要是依靠表面吸附以及CaO颗粒与磷之间的表面沉淀作用来实现,而MBC主要依靠MgO与磷酸盐之间的化学反应。