给水污泥酸提液改性活性炭纤维吸附磷性能的研究

随着社会的高速发展,水体富营养化问题日趋严重,磷的过量排放是导致水体富营养化的关键诱因。采用给水厂污泥为主要原材料制备污泥酸提液(Sae),以活性炭纤维(ACF)为载体、Sae为改性溶液,制备吸附材料Sae-ACF。结果表明,Sae-ACF在水中具有良好的稳定性;当温度为25℃、磷初始质量浓度为10 mg/L、Sae-ACF投加量为1 g/L、pH=7、反应时间为60 min时,Sae-ACF对磷的去除率为95.11%,比ACF提高了52.92%;经过4次循环再生后,Sae-ACF对磷的去除率仍可达56.25%。吸附机理研究表明:Sae-ACF对磷的吸附过程符合准二级动力学模型、Elovich模型及Freundlich等温吸附模型,吸附过程为自发进行的多分子层化学吸附,升高温度有利于反应的发生。SEM与XRD结果表明,Sae-ACF表面紧密包裹着一层Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)和FeO(OH)晶体,吸附过程中这些晶体与磷发生反应生成了AlPO_(4)与FePO_(4)沉淀。

富铁污泥生物炭对亚甲基蓝吸附性能的研究

给水厂富铁污泥(WIS)添加质量分数为20%的核桃壳,在高温缺氧条件下进行热解,制备富铁污泥生物炭(Fe-SBC),通过扫描电镜(SEM)、比表面积分析(BET)对Fe-SBC的表面结构进行分析,并研究其吸附亚甲基蓝的性能和机理。结果表明,Fe-SBC表面粗糙程度增加,孔隙增多,比表面积增大。在碱性条件下,20 mg/L亚甲基蓝,0.5 g/L Fe-SBC,反应60 min时,亚甲基蓝去除率超过99%。Fe-SBC对亚甲基蓝的吸附过程符合准二级反应动力学模型及Langmuir等温吸附模型,吸附速率主要受液膜扩散控制,整个吸附过程以化学络合吸附为主,属于单分子层吸附,吸附过程为吸热反应,自发进行,且不可逆。

污泥酸提液/Fe^(2+)改性活性炭纤维对氨氮的吸附

以活性炭纤维(ACF)为载体,以给水厂污泥酸提液(Sae)与氯化亚铁混合溶液为改性溶液,制备氨氮吸附材料Fe/Al-ACF。实验结果表明:Fe/Al-ACF在水中稳定性良好,在中性和碱性条件下对氨氮具有较好的去除效果。当温度为25℃、氨氮为20 mg/L、Fe/Al-ACF为2.0 g/L、pH=7、反应240 min时,Fe/Al-ACF对氨氮的去除率为90.52%,且在经过4次循环再生后去除率仍可达59.16%。Fe/Al-ACF对氨氮的吸附符合准二级动力学模型、Elovich模型以及Langmuir等温吸附模型,吸附过程为自发吸热的化学单分子层吸附,涉及静电吸引,吸附速率与表面吸附量有关。扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)结合热力学分析结果表明:Fe/Al-ACF纤维束表面的沟壑间生长有大量呈针状和钟乳石状的铁铝氧化物晶体(Fe_(3)O_(4)、γ-Fe_(2)O_(3)和Al2O3),其参与了吸附,吸附过程存在络合反应与N、O之间的氢键结合作用。