白云石-生物炭复合膜过滤吸附低浓度磷酸盐

随着工农业的发展,大量磷被排入自然水体,导致水体富营养化现象的发生。传统化学法和生物法无法有效去除水中低浓度磷酸盐,将吸附剂与超滤膜相结合,通过错流过滤的方式有望捕获并吸附水中低浓度磷酸盐。将白云石改性生物炭吸附剂(DO/BB)装载于聚偏二氟乙烯(PVDF)超滤膜中制备了PVDF-DO/BB复合膜,并考察了PVDF-DO/BB复合膜的微观结构、力学性能及对磷酸盐的吸附分离性能。结果表明,与纯PVDF膜相比,PVDF-DO/BB复合膜的表面粗糙度增加,亲水性变差;拉伸强度增强约23%,柔韧性也有所提升;当初始磷酸盐质量浓度为1.0 mg/L时,经PVDF-DO/BB处理后最低可降至0.16 mg/L,且在5次吸脱附循环后去除率依然>75%。通过吸附动力学和吸附等温线模型拟合,发现吸附过程主要受单层的化学反应控制,活性位点分布均匀。结合PVDF-DO/BB吸附磷酸盐前后的XPS分析,阐明吸附机理主要包括静电引力、内层单齿络合物的形成、内层双齿络合物的形成和羟磷灰石沉淀的生成。此外,PVDF-DO/BB可高效拦截大分子污染物,具有吸附-超滤双功能。