铁改性麻根生物炭吸附水体磷酸盐特性及其对养殖尾水的处理效果

来源：大连海洋大学学报杂志2023年第3期北京时间：

作者：王娜娜, 王静, 李扬, 李靖

单位：1.昆明理工大学 建筑工程学院，云南 昆明 650500；2.云南省作物生产与智慧农业重点实验室，云南 昆明 650201；3.云南农业大学 水利学院，云南 昆明 650201

摘要：为有效控制水体富营养化及提升农业废弃物资源化利用，以农业废弃物麻根为前驱体，采用稀硫酸催化水热制备生物炭(RHY)，并用浸载法进行铁改性，制备得到铁改性麻根生物炭(RHY-Fe)，通过扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱仪等对改性生物炭进行表征，采用吸附等温模型和动力学模型拟合生物炭的吸磷特征，并分析吸附时间、磷质量浓度、温度、添加量和共存离子含量等对生物炭吸附磷的影响。结果表明：铁改性生物炭吸附能力明显提高，铁改性生物炭Langmuir模型最大磷吸附量为6.9 mg/g；初始磷质量浓度为40 mg/L、RHY-Fe生物炭添加量为6.67 g/L时，可获得较理想的吸附效果；吸附反应在60 min时基本达到吸附平衡；从15 ℃升高至25 ℃时，改性生物炭吸附能力明显提高并达到阶段最高；Cl-和对RHY-Fe 生物炭吸附磷酸盐干扰较小，而和对其干扰较大，吸附量分别下降了3.1、2.7 mg/g；RHY-Fe对磷酸盐的吸附机理可能涉及离子交换、表面化学沉淀等；利用改性后的生物炭(添加量为0.2 g/L)对实际养殖尾水进行处理，磷酸盐去除率为71%，除磷效果较好。研究表明，铁改性麻根生物炭对水体中磷酸盐具有较好的吸附效果，且重复使用性良好，不仅可实现农业废弃物资源化利用，而且具有高效去除污水中磷酸盐的应用潜力。

关键词：麻根,磷酸盐,氯化铁,生物炭,吸附

基金资助：云南省重大科技专项计划(202002AE090010)