基于多种协同机制的镁-铝酸三钙捕获水体泛浓度氨氮和磷酸根研究

选择Mg^(2+)为掺杂离子,通过固相反应法制备镁-铝酸三钙(Mg-C 3A)用于泛浓度氨氮和磷酸根的同步捕获。静态去除实验结果表明,Mg-C 3A对氨氮去除能力随着初始氨氮浓度的增加而增加,磷酸根去除几乎不受影响(20.2 mg·g^(-1))。动力学结果揭示Mg-C 3A对氨氮和磷酸根去除分别在8和2 h达到平衡,且去除过程符合准二级动力学模型(R 2>0.99)。X射线衍射(XRD)和光电子能谱(XPS)对固体产物表征结果说明Mg-C 3A水化释放Mg^(2+),Ca^(2+),Al^(3+)和OH-对氨氮和磷酸根去除起重要作用。低氨氮浓度(200 mg·L^(-1))下,氨氮去除主要通过与Mg-C 3A释放OH-结合生成NH 3;磷酸根则与Mg^(2+),Al^(3+)离子作用生成磷酸铝或镁磷盐去除。高氨氮浓度(500和1000 mg·L^(-1))下,固体产物向磷酸铵镁、钙氨磷结合的沉淀转化。金属离子与氨氮和磷酸根的优先结合顺序为:Mg^(2+)>Ca^(2+)和Al^(3+)。