污泥生物炭对水体中磷的吸附

来源：中国环境科学杂志2024年第3期北京时间：

作者：马锋锋, 郑旭东, 张建, 赵浩, 张鑫, 焦雅仙, 康宏兵, 李庆

单位：兰州交通大学环境与市政工程学院, 甘肃 兰州 730070

摘要：以污水处理厂剩余污泥(RS)制备成的污泥生物炭(SDBC)作为吸附剂,采用批平衡法研究SDBC对磷的吸附特征,考察投加量、溶液pH值等因素对SDBC吸附磷的影响,并通过响应面法(RSM)对影响磷吸附的条件进行优化,结合实验结果与表征数据对SDBC吸附磷的机制进行探究.结果表明,SDBC对磷的吸附动力学符合Elovich(R2=0.984)方程,说明SDBC对磷的吸附过程是多种反应共同作用的非均相扩散过程;Langmuir(R2=0.980)和Langmuir-Freundlich(R2=0.979)方程能很好地描述磷在SDBC上的吸附行为,由Langmuir拟合所得的磷最大吸附量为4.508mg/g;Langmuir-Freundlich模型拟合均相指数n(1.143)较小,说明SDBC上吸附位点分布不均匀,SDBC与磷之间存在相互作用力.SDBC吸附磷的最佳初始pH值为4.0~5.0;SDBC对磷吸附的最佳投加量为8g/L.通过RSM分析得到SDBC对磷的最佳吸附条件为SDBC的投加量为5g/L,磷的初始浓度c0为10mg/L,pH为5.0. SDBC对磷吸附的可能机制包括静电吸附作用,共沉淀作用,置换作用,配体交换作用以及孔隙填充作用.

关键词：剩余污泥,生物炭,磷,响应面法,吸附

基金资助：兰州交通大学“天佑青年托举人才计划”基金;兰州交通大学-天津大学联合创新基金项目(2022069);甘肃省自然科学基金资助项目(23JRRA874)