鸟粪石结晶法回收电镀废水中氮磷试验研究

采用鸟粪石结晶法回收电镀废水中的氮磷,主要考察了pH、重金属离子浓度、氟离子质量浓度对电镀废水中氮磷去除的影响,结果表明pH和重金属离子浓度可显著影响鸟粪石结晶过程,低质量浓度氟离子(0~40 mg/L)对鸟粪石结构的影响可以忽略。对不同条件下形成的鸟粪石进行了XRD、SEM、XPS表征,分析了重金属离子和氟离子对鸟粪石结晶过程的影响机理。重金属离子与鸟粪石可发生共沉淀,干扰鸟粪石结晶的形成。当氟离子与重金属离子共存时,氟离子会影响重金属离子在晶体上的吸附,并生成非晶相共沉淀物,改变鸟粪石的晶体形态。该研究为鸟粪石结晶法回收电镀废水中的氮磷提供理论依据。

铝牺牲电极改性污泥生物炭吸附废水中磷酸盐机理研究

采用3种不同Al牺牲电极改性方法,以市政剩余污泥为基质制备可用于磷酸盐吸附的污泥生物炭.研究结果表明,Al牺牲电极改性污泥生物炭对磷酸盐的吸附容量依次为:碱活化Al牺牲电极改性污泥基生物炭(KEAC600)> Al牺牲电极改性污泥基生物炭(EAC600)>酸活化Al牺牲电极改性污泥基生物炭(SEAC600).KEAC600最大磷酸盐吸附容量为213.42 mg·g^(-1),是EAC600(96.70 mg·g^(-1))的2.21倍和SEAC600(86.30 mg·g^(-1))的2.47倍.FTIR、XRD、BET、SEM及零点电位等表征分析表明,Al牺牲电极改性污泥生物炭对磷酸盐的吸附机理主要包括静电吸附、配体交换和化学沉淀.该研究结果可为剩余污泥的处置和磷回收提供技术和理论参考.

基于Mg牺牲电极与Ca/Mg共沉淀的赤泥复合材料制备及其磷吸附性能研究

以赤泥为载体,通过Mg牺牲电极和Ca/Mg共沉淀法将Ca/Mg负载到赤泥表面,以制备具有良好磷吸附性能的赤泥复合材料.结果表明,Mg牺牲电极改性的赤泥复合材料(RM-EMg600)的吸附性能优于Ca/Mg共沉淀改性的赤泥复合材料(RM-CM500).Langmuir模型拟合得到,RM-EMg600和RM-CM500对磷酸盐的最大吸附量分别为171.66 mg·g^(-1)和91.60 mg·g^(-1).赤泥复合材料对高浓度磷的吸附过程符合Freundlich模型和拟二阶动力学模型,吸附行为更符合多分子层吸附.在酸性的条件下,其对水溶液中的磷酸盐具有更好的去除效果.FT-IR、XRD、SEM和钙/镁离子的总浸出实验分析表明,赤泥复合材料对磷的吸附机制主要是化学沉淀、物理吸附、离子交换和静电作用.因此,赤泥复合材料不仅使得赤泥实现了资源化,同时也能促进磷资源的可持续发展.

富含钙/铝的污泥生物炭复合材料对水溶液中磷酸盐的吸附机制

剩余污泥富含有机物,同时也含有重金属和病原体等有害物质.以水铝钙石和剩余污泥为原料,通过共混凝和共热解技术制备生物炭以降低污泥中重金属溶出风险,并对其磷酸盐吸附性能开展研究.结果表明,污泥生物炭中的Zn、Cu、Cd和Ni浸出量随水铝钙石投加量的增加而减少.水铝钙石与剩余污泥质量比为1∶1时,共热解制备得到的富含钙/铝污泥生物炭复合材料(1∶1HB800)重金属浸出风险最低,并对磷酸盐表现出较高的吸附能力,其过程可用Langmuir吸附等温线(R2=0.93)拟合,在25℃条件下对磷的最大吸附容量为51.38 mg·g^(-1).1∶1HB800对高浓度磷的吸附过程符合拟二阶动力学模型,吸附速率由表面吸附和颗粒内扩散共同控制.相较于中性溶液,1∶1HB800对酸性和碱性水溶液中的磷酸盐具有更好的去除效果,这与1∶1HB800中钙/铝在不同pH条件下的浸出量及铝元素的存在形式有关.FTIR、XRD、SEM、零点电位和钙/铝离子的浸出实验分析结果表明,1∶1HB800对磷的吸附机制主要是共沉淀(Ca^(2+)/Al^(3+)与磷相互作用),配体交换(羟基)和静电相互作用.因此,1∶1HB800为去除水溶液中的磷提供了一种可行的替代选择,也为剩余污泥资源化和无害化处理提供了一种潜在的新方法.