磷酸盐改性污泥生物炭去除酸性含Cd(Ⅱ)废水中Cd(Ⅱ)的试验研究

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作者 刘巧会 谢芳 +3 位作者 卢许佳 杨江峰 许良全 谭维佳 《中国有色冶金》 北大核心 2025年第4期128-138,共11页

酸性含镉[Cd(Ⅱ)]废水通常采用吸附法进行除Cd(Ⅱ);生物炭对重金属具有较好的亲和力,但原始生物炭的比表面积较小及活性位点有限,活化能够增大生物炭的孔隙结构。本文以城市污泥为合成生物炭的前驱体,采用低成本且无二次污染的磷酸二氢... 酸性含镉[Cd(Ⅱ)]废水通常采用吸附法进行除Cd(Ⅱ);生物炭对重金属具有较好的亲和力,但原始生物炭的比表面积较小及活性位点有限,活化能够增大生物炭的孔隙结构。本文以城市污泥为合成生物炭的前驱体,采用低成本且无二次污染的磷酸二氢钾与其共热解制备改性污泥生物炭(PBC),考察了混合比对PBC吸附性能的影响,还对PBC进行了单因素试验、动力学试验、等温吸附试验、FTIR表征分析等,得出以下主要结论。PBC孔隙结构发达且石墨化程度高,在磷酸二氢钾与城市污泥混合比例为1∶1时,PBC具有最佳的Cd(Ⅱ)去除率,在溶液pH值4~7范围内,Cd(Ⅱ)去除率均保持在98%以上;在温度25℃、投加量1 g·L^(-1)以及溶液Cd(Ⅱ)浓度为10~200 mg·L^(-1)时,PBC对Cd(Ⅱ)的最大吸附能力为132.77 mg·g^(-1);共存离子Na^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)对PBC去除Cd(Ⅱ)的影响忽略不计,而Pb^(2+)、Zn^(2+)及Cu^(2+)对PBC去除Cd(Ⅱ)存在抑制作用;PBC对Cd(Ⅱ)的去除行为符合拟二级动力学模型和Langmuir模型,这说明PBC对Cd(Ⅱ)的去除是一种单一且均匀的化学吸附;PBC对Cd(Ⅱ)的去除机理包括络合、Cd(Ⅱ)-π相互作用及共沉淀。 展开更多

关键词 酸性含Cd(Ⅱ)废水 除镉 城市污泥 磷酸二氢钾 热解 磷酸盐改性污泥生物炭(pbc) 吸附性能 吸附机理

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含钙废料与污泥共热解生物炭高效回收磷酸盐

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作者 杨栋 崔佳丽 +2 位作者 宁超能 崔建国 高敬毅 《应用化工》 北大核心 2025年第5期1226-1231,共6页

以污水厂剩余污泥及富含钙的废弃物(蛋壳、贝壳、骨渣)为原料,共热解制备改性生物炭,并探讨其对磷酸盐的吸附性能及吸附机理。结果表明,贝壳和蛋壳与污泥共热解生物炭(CSB和ESB)对磷酸盐的吸附高效稳定,最大吸附量分别为125.15 mg/g和16... 以污水厂剩余污泥及富含钙的废弃物(蛋壳、贝壳、骨渣)为原料,共热解制备改性生物炭,并探讨其对磷酸盐的吸附性能及吸附机理。结果表明,贝壳和蛋壳与污泥共热解生物炭(CSB和ESB)对磷酸盐的吸附高效稳定,最大吸附量分别为125.15 mg/g和165.31 mg/g,溶液pH及共存离子对其吸附性能影响甚微。吸附过程与拟二级动力学、Langmuir模型拟合效果更佳,热力学分析表明吸附为吸热过程。吸附机理主要涉及表面沉淀和静电吸引。 展开更多

关键词 剩余污泥 共热解 改性生物炭 磷酸盐吸附 吸附机理

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响应面法优化镧改性污泥生物炭的制备工艺

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作者 黄做华 黄磊 +6 位作者 田振邦 王俊 龚为进 李宾宾 祁超智 蔺鸿涛 陶辰瀚 《应用化工》 北大核心 2025年第5期1199-1203,1208,共6页

以真空冷冻干燥预处理后的污水污泥(VFD-SS)为生物质前体,通过一步水热炭化制备了镧改性磁性污泥生物炭(VFD-MSBC)用于吸附水中磷酸盐,实现污泥的处理及资源化利用。Box-Behnken响应面实验分析了不同因素及其交互作用对磷吸附量的影响,... 以真空冷冻干燥预处理后的污水污泥(VFD-SS)为生物质前体,通过一步水热炭化制备了镧改性磁性污泥生物炭(VFD-MSBC)用于吸附水中磷酸盐,实现污泥的处理及资源化利用。Box-Behnken响应面实验分析了不同因素及其交互作用对磷吸附量的影响,得到最佳制备工艺条件为:1.05 g VFD-SS、0.069 g C_(6)H_(8)O_(6)、1.05 g FeCl_(3)·6H_(2)O、1.906 g LaCl_(3)·6H_(2)O;水热反应条件为:168℃,4.6 h。在此条件下制备的VFD-MSBC磷吸附量为39.4454 mg/g,与模型预测值的相对偏差<5%。生物炭的表征分析结果证明了La(OH)_(3)的成功负载,同时发现真空冷冻干燥预处理改变了污泥生物质与生物炭的物理化学性质,使VFD-MSBC具有更高的磷吸附性能。 展开更多

关键词 水热炭化 污泥生物炭 吸附 磷酸盐 响应面

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磷钼酸-Fe_(3)O_(4)球磨共改性污泥基生物炭对四环素的吸附特性

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作者 赵丽阳 李倩 +3 位作者 何佩熹 潘鸿辉 刘艳 刘细祥 《化工进展》 北大核心 2025年第1期583-595,共13页

以剩余污泥为原料,在200℃的热解温度下,通过磷钼酸(PMA)改性和球磨法负载Fe_(3)O_(4),分别制备原始生物炭(BC)、球磨污泥生物炭(FBC)、磷钼酸改性生物炭(PBC)、磷钼酸-Fe_(3)O_(4)球磨共改性生物炭(PFBC),用以吸附水体中的四环素(TC)... 以剩余污泥为原料,在200℃的热解温度下,通过磷钼酸(PMA)改性和球磨法负载Fe_(3)O_(4),分别制备原始生物炭(BC)、球磨污泥生物炭(FBC)、磷钼酸改性生物炭(PBC)、磷钼酸-Fe_(3)O_(4)球磨共改性生物炭(PFBC),用以吸附水体中的四环素(TC)。结果表明,PFBC具有更大的比表面积、孔体积和更小的粒径,共改性后表面含氧官能团含量明显增强,XRD和XPS表征结果表明PFBC成功负载Fe_(3)O_(4)。TC初始浓度为30mg/L、PFBC投加量为0.25g/L、pH=7时,PFBC对TC的去除率可达到88.7%。PFBC对TC的吸附可以很好地用Langmuir吸附等温线和准二级吸附动力学模型拟合,表明吸附过程为单分子层的化学吸附,饱和吸附容量在25℃达到500.0mg/g。在重复利用5次后,PFBC仍能去除溶液中63.3%的TC,其饱和磁化强度达18.1emu/g,可在外加磁场作用下简易回收。PFBC对TC的吸附包括孔隙填充、π-π交互作用、静电吸引、络合作用。本研究为改性污泥生物炭在废水抗生素治理中的应用提供了一种新策略。 展开更多

关键词 污泥生物炭 球磨 共改性 四环素 吸附

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油页岩改性生物炭对磷酸盐的吸附特性 被引量：2

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作者 周术林 亚力昆江·吐尔逊 +4 位作者 阿衣克力木·哈山 王洪生 阿依谢姆古丽·阿布都热依木 艾热提·阿不都艾尼 张宸 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-8,共8页

为解决磷回收困难和固体废弃物难处理的问题,文章以棉秆和油页岩为原料,采用共热解法制备了油页岩改性生物炭(OS-CS),利用SEM-EDS,BET,FT-IR等测试手段对其进行了理化特性分析,考察了热解温度、吸附剂用量、溶液pH值等因素对OS-CS的磷... 为解决磷回收困难和固体废弃物难处理的问题,文章以棉秆和油页岩为原料,采用共热解法制备了油页岩改性生物炭(OS-CS),利用SEM-EDS,BET,FT-IR等测试手段对其进行了理化特性分析,考察了热解温度、吸附剂用量、溶液pH值等因素对OS-CS的磷酸盐吸附性能的影响,并研究了OS-CS的吸附动力学和吸附等温线模型。研究结果表明:进过改性后,OS-CS的结构性能和表面形貌有较大改善,对磷酸盐的吸附能力有明显的提高;在投加量为4.0 g/L、溶液pH值为5.0时,OS-CS的磷酸盐最大吸附量为7.01 mg/g,是棉秆炭的2.47倍,油页岩半焦的3.52倍。OS-CS吸附磷酸盐过程主要以拟二级动力学和Langmuir等温吸附模型进行描述,吸附机理主要包括表面沉淀、配体交换和静电吸引。油页岩改性生物炭复合材料为磷酸盐的去除和固体废弃物的资源化利用提供了新思路。 展开更多

关键词 生物炭 改性 油页岩 磷酸盐 吸附

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金属改性生物炭吸附水体中磷酸盐研究现状 被引量：2

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作者 卜子宁 孙洋 +2 位作者 于倩倩 杨天华 李润东 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2413-2417,共5页

水体中过量的磷会严重影响动植物生长,如何有效去除水体中过量的磷酸盐至关重要。吸附法由于其低成本、易操作的优点被广泛关注。生物炭由于其低成本、高稳定性等优点被用作吸附剂。金属改性是一种有效提高生物炭吸附水体中磷酸盐的方... 水体中过量的磷会严重影响动植物生长,如何有效去除水体中过量的磷酸盐至关重要。吸附法由于其低成本、易操作的优点被广泛关注。生物炭由于其低成本、高稳定性等优点被用作吸附剂。金属改性是一种有效提高生物炭吸附水体中磷酸盐的方法。结合近年来国内外对于金属改性生物炭吸附磷酸盐的研究成果,总结了金属改性前后生物炭吸附磷酸盐的影响因素及其吸附机理。为未来研究提供理论基础和科学依据。 展开更多

关键词 生物炭 金属改性 吸附 磷酸盐 吸附机理

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乙撑胺改性生物炭螯合金属材料的磷吸附性能及解吸特性

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作者 杨佳芝 杨帆 +2 位作者 钟艳霞 贺婧 王世全 《环境化学》 北大核心 2025年第2期605-616,共12页

以芦苇秸秆制备的生物炭为载体,采用化学改性方法键合不同链长的乙撑胺,螯合不同金属制备了7种乙撑胺改性生物炭螯合金属材料.通过SEM、FTIR、元素分析进行了表征,比较了7种螯合材料对水中磷酸盐的吸附性能.结果表明,7种材料在1 min内... 以芦苇秸秆制备的生物炭为载体,采用化学改性方法键合不同链长的乙撑胺,螯合不同金属制备了7种乙撑胺改性生物炭螯合金属材料.通过SEM、FTIR、元素分析进行了表征,比较了7种螯合材料对水中磷酸盐的吸附性能.结果表明,7种材料在1 min内均可达到平衡吸附量的90%.Al/TEPA-BC的吸附效果最佳,pH为6时吸附量最高;7种吸附剂对磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温吸附模型,在材料表面积为2.286 m^(2)·g^(-1)的情况下,吸附性能最佳的Al/TEPA-BC的理论最大吸附量达到了9.53 mg·g^(-1);吸附行为均符合准二级速率模型;当磷酸盐初始浓度为15 mg·L^(-1),pH=6,投加量为0.1 g,温度为25℃时,Al/TEPA-BC对磷酸盐的吸附量可达到7.11 mg·L^(-1).Cl^(−)、SO_(4)^(2−)、NO_(3)^(−)共存时,Al/TEPA-BC对磷酸盐的选择性吸附为93.4%.推测其吸附机理以静电作用和配位作用为主. 展开更多

关键词 乙撑胺改性 生物炭螯合材料 磷酸盐 吸附 解吸

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Fe/Ca改性生物炭的制备及其对磷的吸附性能

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作者 汤宇超 钱飞跃 +3 位作者 王思凡 张良 闻可谐 王建芳 《工业水处理》 北大核心 2025年第7期49-57,共9页

生物炭吸附除磷是兼具废物资源化和环境保护双重功能的可持续处理技术。以花生壳为原料,Fe/Ca为改性剂,制备Fe/Ca改性生物炭,并对其制备条件进行优化。考察了初始磷质量浓度和pH对改性生物炭吸附磷性能的影响,分析了改性生物炭对磷的吸... 生物炭吸附除磷是兼具废物资源化和环境保护双重功能的可持续处理技术。以花生壳为原料,Fe/Ca为改性剂,制备Fe/Ca改性生物炭,并对其制备条件进行优化。考察了初始磷质量浓度和pH对改性生物炭吸附磷性能的影响,分析了改性生物炭对磷的吸附动力学和热力学,表征了吸附沉积物组分。结果表明,当铁溶液浓度为1 mol/L,Fe/Ca改性生物炭(1FCBC)具有良好的孔隙结构,在pH 3~9范围内都具有良好的磷吸附量;当初始溶液pH=7,初始PO_(4)^(3-)-P质量浓度500 mg/L时,1FCBC对磷的吸附量达301.62 mg/g。改性生物炭1FCBC对磷的吸附符合准二级反应动力学方程及Freundlich等温方程,属于不均质表面的多相化学吸附,PO_(4)^(3-)-P最大吸附量可达658.69 mg/g。吸附产物主要为蓝铁矿和少量的铁钙磷复合物质,磷含量接近天然磷矿,具有良好的回收价值。 展开更多

关键词 铁钙改性 磁性生物炭 磷酸盐 蓝铁矿

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水合氧化锆改性污泥生物炭对磷酸盐的吸附特性研究 被引量：6

9

作者 陆瀚兴 李明 +3 位作者 骆华勇 刘柏佑 方茜 荣宏伟 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期65-70,共6页

将剩余污泥在 600 ℃下热处理得到污泥生物炭(SBC),以 SBC为载体通过一步共沉淀法制得新型水合氧化锆改性污泥生物炭(SBC-Zr),对其进行了表征,并研究了其对磷酸盐的吸附行为。表征结果表明,该吸附剂成功负载水合氧化锆,比表面积为 183.0... 将剩余污泥在 600 ℃下热处理得到污泥生物炭(SBC),以 SBC为载体通过一步共沉淀法制得新型水合氧化锆改性污泥生物炭(SBC-Zr),对其进行了表征,并研究了其对磷酸盐的吸附行为。表征结果表明,该吸附剂成功负载水合氧化锆,比表面积为 183.03 m^(2)/g,孔容为 0.07 cm^(3)/g。吸附实验结果表明:SBC-Zr 在 pH=2 时获得较高吸附量;随着投加量的减少,吸附量逐渐减小;SO_(4)^(2-)对吸附性能影响较 Cl^(-)、NO_(3)^(-)以及腐殖酸(HA)明显;准二级动力学模型能更好地拟合吸附动力学数据,且吸附过程较好地符合 Langmuir 等温吸附模型;SBC-Zr 吸附磷酸盐的机理包括静电吸引和磷酸盐取代表面 O-H 基团形成内层配合物。应用其处理实际含磷污水,可将磷酸盐浓度从 1.30 mg/L 降低到0.36 mg/L。 展开更多

关键词 污泥生物炭 水合氧化锆 吸附 磷酸盐

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镧改性酒糟污泥生物炭的制备及对水中磷的吸附性能研究 被引量：7

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作者 梁傲岚 吴嘉煦 +1 位作者 白平 高红 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期54-60,共7页

为使市政污泥资源化并有效处理水体中的磷,以玉米酒糟和市政污泥为原材料制备酒糟污泥生物炭(LBCZ),采用共沉淀法用七水合氯化镧(LaCl_(3)·7H_(2)O)对LBCZ进行改性制备改性生物炭(La-LBCZ);探究活化剂种类、活化剂浓度、浸渍比、... 为使市政污泥资源化并有效处理水体中的磷,以玉米酒糟和市政污泥为原材料制备酒糟污泥生物炭(LBCZ),采用共沉淀法用七水合氯化镧(LaCl_(3)·7H_(2)O)对LBCZ进行改性制备改性生物炭(La-LBCZ);探究活化剂种类、活化剂浓度、浸渍比、酒糟添加比例、热解温度、热解时间对LBCZ吸附磷的影响及改性剂的种类、改性剂的浓度、改性温度、改性时间对La-LBCZ吸附磷的影响,得到LBCZ和La-LBCZ的最佳制备条件;采用扫描电子显微镜观察其表面形貌。实验表明,改性剂浓度为0.1 mol/L时La-LBCZ对磷的吸附量最高(68.56 mg/g),为改性前的6倍;动力学与热力学实验表明LBCZ对磷的吸附符合准二级动力学和Langmuir模型,为单分子层化学吸附;扫描电镜结果表明,La-LBCZ比LBCZ的表面粗糙,La被成功负载到LBCZ表面,EDS谱图表明磷酸盐被成功吸附到LBCZ和La-LBCZ表面。 展开更多

关键词 市政污泥 生物炭 镧改性 磷 吸附

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氧化改性对污泥生物炭去除酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)的影响 被引量：4

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作者 张晶然 李琳琳 +1 位作者 卢许佳 谭维佳 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2024年第6期122-133,共12页

采用KMnO_(4)氧化改性制备一种新型污泥生物炭(KBC)用于处理酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)。通过批量吸附试验考察了溶液初始pH、共存离子、投加量、吸附时间及污染物浓度对改性生物炭去除Cd(Ⅱ)的效能,并通过表征技术探究改性生物炭对Cd(Ⅱ)的... 采用KMnO_(4)氧化改性制备一种新型污泥生物炭(KBC)用于处理酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)。通过批量吸附试验考察了溶液初始pH、共存离子、投加量、吸附时间及污染物浓度对改性生物炭去除Cd(Ⅱ)的效能,并通过表征技术探究改性生物炭对Cd(Ⅱ)的去除机理。结果表明,KMnO_(4)氧化改性提高了KBC中含O基团的数量、比表面积及石墨化程度。批量吸附试验表明,在最佳条件:温度25℃、投加量1 g/L、吸附时间300 min及pH=5.0时,原始污泥生物炭(BC)和KBC对Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为53.27和99.22 mg/g。此外,共存离子NaCl浓度对BC和KBC对Cd(Ⅱ)的吸附几乎没有影响。经过4次重复试验后,BC和KBC对Cd(Ⅱ)的去除率分别为64.05%和90.34%。Cd(Ⅱ)与含O基团的络合、Cd—π相互作用及静电作用是BC和KBC去除水溶液中Cd(Ⅱ)的主要机理。KMnO_(4)氧化改性能够有效提高污泥生物炭对酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)的处理。 展开更多

关键词 KMnO_(4)氧化改性 污泥生物炭 吸附性能 Cd(Ⅱ) 机理

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碱改性污泥生物炭活化过氧乙酸降解磺胺甲噁唑 被引量：1

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作者 高璐瑶 刘邦海 +2 位作者 代鑫 陈景光 金春姬 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期132-141,共10页

以城市污水厂污泥为原料,在800℃下限氧热解制备污泥生物炭,使用氢氧化钠改性得到碱改性污泥生物炭(N-SDBC),并作为催化剂活化过氧乙酸(PAA)降解磺胺甲噁唑(SMX)。通过SEM、FTIR、BET以及酸碱电位法对催化剂进行表征,并考察了氧化剂浓... 以城市污水厂污泥为原料,在800℃下限氧热解制备污泥生物炭,使用氢氧化钠改性得到碱改性污泥生物炭(N-SDBC),并作为催化剂活化过氧乙酸(PAA)降解磺胺甲噁唑(SMX)。通过SEM、FTIR、BET以及酸碱电位法对催化剂进行表征,并考察了氧化剂浓度、催化剂投加量、初始pH、水体中常见阴离子和腐殖酸对SMX降解性能的影响。结果表明,在PAA浓度为1.0 mmol/L,N-SDBC质量浓度为1.5 g/L,初始pH为3.0的条件下,90 min内SMX的降解率达到83.8%;水体中的共存阴离子和腐殖酸对SMX降解有不同程度的抑制作用。猝灭实验和电化学测试结果表明,·OH和^(1)O_(2)是体系中主要的活性氧物种,且N-SDBC/PAA体系在降解SMX时存在电子转移机制。经过4次再生循环实验,N-SDBC活化PAA降解SMX的去除率保持在70%以上,说明N-SDBC具有较好的稳定性。 展开更多

关键词 过氧乙酸 污泥生物炭 碱改性 磺胺甲噁唑

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Fe_(3)O_(4)/MoS_(2)改性生物炭活化过硫酸盐协同单宁酸调理污泥 被引量：2

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作者 李霁 欧卓华 +4 位作者 曹仲 关键 曾招财 胡健 秦振华 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期35-43,共9页

针对市政剩余污泥脱水难度大的问题,采用高铁酸钾活化法和水热法制备了Fe_(3)O_(4)/MoS_(2)改性生物炭(FeMo-BC),将其用于活化过硫酸盐(PMS)联合单宁酸(TA)调理污泥。以污泥比阻(SRF)和泥饼含水率(Wc)为测试指标,研究了改性生物炭结构... 针对市政剩余污泥脱水难度大的问题,采用高铁酸钾活化法和水热法制备了Fe_(3)O_(4)/MoS_(2)改性生物炭(FeMo-BC),将其用于活化过硫酸盐(PMS)联合单宁酸(TA)调理污泥。以污泥比阻(SRF)和泥饼含水率(Wc)为测试指标,研究了改性生物炭结构特征及用量、pH、调理时间、PMS投加量和TA用量对市政污泥脱水的影响。结果表明,热解温度550℃,水热法中载铁生物炭(Fe-BC)与钼酸钠质量比为1∶1时制备的FeMo-BC活化PMS的效率最高。在FeMo-BC投加量为100 mg/g(以TS计)、pH为4、PMS和TA用量均为40 mg/g时,搅拌调理30 min,毛细吸水时间由29.3 s降为17 s,SRF由9.77×10^(11)m/kg下降为2.59×10^(11)m/kg,Wc由85.68%降为70.64%。通过活性自由基捕获实验以及分析污泥调理后胞外聚合物(EPS)中蛋白质和多糖含量的变化,表明FeMo-BC活化PMS生成的高氧化性SO_(4)^(-)·与^(1)O_(2)可以有效破解污泥中胞外聚合物,降低了紧密结合型EPS(TB-EPS)的含量,TA可以进一步络合沉淀EPS中的蛋白质,降低蛋白质含量;SEM分析结果显示,经过调理的污泥絮体呈明显的破碎状,有利于提高污泥脱水性能。 展开更多

关键词 污泥脱水 高级氧化 改性生物炭 过硫酸盐 单宁酸

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混合改性芦苇生物炭对水中磷酸盐的吸附特性研究 被引量：9

14

作者 郑宁捷 唐登勇 +2 位作者 胡洁丽 张聪 胥瑞晨 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第6期97-101,107,共6页

以芦苇秸秆为原料制备生物炭,对生物炭进行超声共沉淀混合改性,优化制备改性炭的条件,探究改性炭对水体中磷酸盐吸附特性。结果表明:氯氧化锆和氯化铁混合溶液改性芦苇生物炭吸附性能最好,最优改性条件为锆铁质量比1∶1,锆铁总浓度为0.0... 以芦苇秸秆为原料制备生物炭,对生物炭进行超声共沉淀混合改性,优化制备改性炭的条件,探究改性炭对水体中磷酸盐吸附特性。结果表明:氯氧化锆和氯化铁混合溶液改性芦苇生物炭吸附性能最好,最优改性条件为锆铁质量比1∶1,锆铁总浓度为0.03 mol/L。溶液pH对该材料吸附磷有比较大的影响,随着溶液pH的增大吸附量随之降低。在磷溶液浓度为10 mg/L和投加量为0.8 g/L时,去除率达90%以上,剩余磷浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B排放标准。溶液中阴离子对磷的吸附有所影响,抑制作用顺序为HCO_3^->NO_3^->SO_4^(2-)>Cl^->F^-。不同温度的吸附等温线拟合更符合Freundlich模型,温度升高有利于吸附。动力学实验数据拟合更符合准二级方程。 展开更多

关键词 芦苇生物炭 混合改性 吸附 磷酸盐

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强壮硬毛藻生物炭的FeCl_(3)改性及其对磷酸盐的吸附性能 被引量：5

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作者 吴超 韩宇 +5 位作者 李秋雨 赵美玥 霍珂进 邢荣莲 张洪霞 陈丽红 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期985-992,共8页

为资源化利用绿潮藻——强壮硬毛藻Chaetomorpha valida,探索以强壮硬毛藻为原料制备生物炭用于去除水体磷酸盐的可能性,采用450、650、850℃3种温度将强壮硬毛藻制备成生物炭,在最适温度下,用共沉淀法将金属(Fe、Mg、Al)氯化物掺入原... 为资源化利用绿潮藻——强壮硬毛藻Chaetomorpha valida,探索以强壮硬毛藻为原料制备生物炭用于去除水体磷酸盐的可能性,采用450、650、850℃3种温度将强壮硬毛藻制备成生物炭,在最适温度下,用共沉淀法将金属(Fe、Mg、Al)氯化物掺入原始生物炭,制备成3种改性生物炭,使用比色法评估生物炭对磷酸盐的吸附能力,通过拟合动力学和等温吸附方程分析了最佳生物炭的吸附特性,并测定了最佳生物炭水体pH为3~11及生物炭投放量为1~25 g/L时的磷酸盐吸附量。结果表明:650℃为最适温度,改性生物炭的磷酸盐吸附量比原始生物炭有显著提升(P<0.05),其中BC-650-Fe吸附效果最佳,Langmuir方程拟合的最大吸附量为(31.06±0.46) mg/g,实际测量的最大吸附量为(27.70±0.11) mg/g,在20 min左右时吸附达到平衡,通过动力学和等温吸附方程推测,BC-650-Fe对磷酸盐的吸附行为符合均匀的单分子层化学吸附;水体pH对BC-650-Fe的磷酸盐吸附量有显著影响(P<0.05),在弱酸性和中性环境下具有较高的吸附量;随BC-650-Fe投放量的增加,磷酸盐去除率升高,去除率与单位吸附量呈负相关关系;在磷酸盐初始质量浓度为50 mg/L、最适吸附pH为6和BC-650-Fe投放量为10 g/L的条件下,可达到最大磷酸盐去除率(93.16%)。研究表明,热解温度、水体pH和生物炭投放量均对BC-650-Fe磷酸盐吸附量有较大影响,在650℃下以FeCl_(3)改性的强壮硬毛藻生物炭具有良好的磷酸盐亲和力。 展开更多

关键词 强壮硬毛藻 生物炭 改性 磷酸盐吸附

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污泥生物炭添加对黑麦草和土壤养分特性的影响 被引量：2

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作者 李玮 汪军 +3 位作者 徐汝民 杜世州 乔玉强 陈欢 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1295-1302,共8页

为探讨污泥生物炭(Sludge biochar,C)和改性污泥生物炭(Modified sludge biochar,GC)添加对黑麦草(Lolium perenne L.)和土壤养分特性的影响,本试验以C和GC为材料,设置不同添加水平(0%,5%,10%,15%,20%)种植黑麦草,测定黑麦草和土壤养分... 为探讨污泥生物炭(Sludge biochar,C)和改性污泥生物炭(Modified sludge biochar,GC)添加对黑麦草(Lolium perenne L.)和土壤养分特性的影响,本试验以C和GC为材料,设置不同添加水平(0%,5%,10%,15%,20%)种植黑麦草,测定黑麦草和土壤养分等指标。结果表明,添加C、GC均促进了黑麦草的生长及其茎叶和根含水量的提高,5%的添加水平显著提高了黑麦草茎叶和根的干重。C、GC添加对黑麦草TN含量的提高效果最显著,其次为TK。C添加对提高黑麦草生物量的影响程度大于GC,而对黑麦草养分含量及其吸收累积,GC大于C。应用C、GC可提高土壤有机质和全氮含量,降低土壤pH,碱解氮和速效磷受生物炭类型影响。因此,土壤中添加5%~10%比例的C或GC对植物的生长有促进作用,有利于提高土壤的养分含量。 展开更多

关键词 黑麦草 污泥/改性污泥生物炭 生物量 养分吸收 土壤养分

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生物炭及其金属改性材料脱除水体磷酸盐研究进展 被引量：10

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作者 罗元 谢坤 +2 位作者 张克强 沈仕洲 王风 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2175-2186,共12页

磷素是水体富营养化主要限制性因子,控制河流湖泊中磷酸盐具有重要意义.吸附法是一种经济、高效和操作简单的除磷方法,但其应用的关键在于选择合适的吸附材料.将生物炭应用于水体磷酸盐脱除,一方面可为农林废弃物、畜禽粪便、活性污泥... 磷素是水体富营养化主要限制性因子,控制河流湖泊中磷酸盐具有重要意义.吸附法是一种经济、高效和操作简单的除磷方法,但其应用的关键在于选择合适的吸附材料.将生物炭应用于水体磷酸盐脱除,一方面可为农林废弃物、畜禽粪便、活性污泥、入侵植物的处理提供新途径,另一方面吸磷后的生物炭还能用于土壤改良.然而,生物炭脱除水体磷酸盐虽具有以上优势,但也存在实际应用困难的问题.回顾了国内外生物炭脱除磷酸盐的相关研究成果.总结了生物炭脱除磷酸盐的能力;解释了常规生物炭和金属改性生物炭的脱磷机理;分析了溶液pH值、温度、共存离子、初始磷酸盐浓度以及其他反应条件对生物炭脱除磷酸盐的影响,简述了生物炭解吸磷酸盐的特性.最后提出应深入研究生物炭金属改性机理和脱除磷酸盐的机理,开展生物炭吸附磷素形态组成复杂的自然水体或吸附柱试验,加强吸磷生物炭用作土壤改良的研究及风险评价,并对生物炭制造成本做出估算,争取早日实现生物炭污染水体脱磷的产业化应用. 展开更多

关键词 生物炭 磷酸盐 吸附 机理 改性

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镁改性芦苇生物炭对水环境中磷酸盐的吸附特性 被引量：20

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作者 杭嘉祥 李法云 +2 位作者 梁晶 吝美霞 王艳杰 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期1235-1244,共10页

为了实现湿地水生植物资源化利用,加强对水环境中磷污染的控制,以中国东北地区湿地典型水生植物芦苇(Phragmites australis)为生物质材料,在700℃条件下制备成生物炭,用六水合氯化镁作为改性剂对生物炭进行改性,通过SEM和能谱分析对芦... 为了实现湿地水生植物资源化利用,加强对水环境中磷污染的控制,以中国东北地区湿地典型水生植物芦苇(Phragmites australis)为生物质材料,在700℃条件下制备成生物炭,用六水合氯化镁作为改性剂对生物炭进行改性,通过SEM和能谱分析对芦苇生物炭改性前后进行表征,发现未改性的芦苇生物炭的电镜呈明显的孔隙结构,孔壁薄,孔隙排列有序,Mg元素含量仅为0.17%;而镁改性芦苇生物炭的孔隙负载了一些针状结构,且Mg元素的含量达到5.04%。说明镁离子成功负载在生物炭的表面。通过SEM、EDS、FTIR、XRD等技术对镁改性芦苇生物炭吸附磷酸盐前后进行表征,发现磷酸盐主要以MgHPO4和Mg3(PO4)2的形态吸附在镁改性生物炭上。吸附动力学实验结果表明,镁改性生物炭对磷酸盐的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附机理是由物理吸附和化学吸附共同作用的。通过颗粒内扩散模型的分析发现吸附速率由表面吸附、液膜扩散和颗粒内扩散等共同决定。镁改性生物炭对磷酸盐的吸附热力学可以用Langmuir方程描述(R2=0.9386),表明该吸附行为主要是单分子层吸附。共存离子实验表明,HCO3−和CO32−能明显抑制镁改性生物炭对磷酸盐的吸附。经过3次解吸,镁改性生物炭吸附后的磷可全部释放。当温度为308 K,改性剂浓度为2 mol·L^−1,改性生物炭投加量为2.0 g·L^−1,pH为7.0时,吸附效果最佳,吸附量可达到2.37 mg·g^−1。 展开更多

关键词 芦苇 镁改性生物炭 水环境 磷酸盐 吸附特性

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一步法制备Mg改性玉米芯生物炭吸附磷酸盐研究 被引量：13

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作者 邓玉 刘斌 +3 位作者 晏琪涵 范莉 王加浩 宋恩泽 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期35-39,共5页

研究通过MgCl_(2)溶液浸泡玉米芯后在450℃下慢速热解1 h一步法制备获得Mg改性生物炭(Mg-BC),探究其对磷酸盐的吸附和影响因素。结果表明,Mg-BC吸附磷符合准1级、准2级动力学模型,说明吸附过程主要受物理、化学作用控制。Mg-BC对磷的等... 研究通过MgCl_(2)溶液浸泡玉米芯后在450℃下慢速热解1 h一步法制备获得Mg改性生物炭(Mg-BC),探究其对磷酸盐的吸附和影响因素。结果表明,Mg-BC吸附磷符合准1级、准2级动力学模型,说明吸附过程主要受物理、化学作用控制。Mg-BC对磷的等温吸附符合Langmuir方程,吸附类型为单分子层吸附,最大吸附量为56.54 mg/g。溶液中共存无机阴离子会显著抑制Mg-BC吸附PO_(4)^(3-),其顺序为HCO_(3)^(-)> SO_(4)^(2-)> NO_(3)^(-)>Cl^(-);NaOH溶液解吸可使Mg-BC有效的再生利用,且循环4次后,其去除率仍高于60%。Mg-BC可有效去除P有高吸附量,为P去除提供了一种新型环保材料。 展开更多

关键词 改性生物炭 磷酸盐 吸附 再利用

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市政污泥生物炭在废水吸附处理中的应用 被引量：8

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作者 贺丹丹 张泽宇 +3 位作者 刘娟丽 孙文潇 张文博 张宏 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1447-1457,共11页

随着经济全球化的飞速发展,城市污水处理中排放的污泥量日益增加,预计到2025年中国市政污泥年产量将>9.0×10^(7) t。市政污泥中含有的病原微生物、有机物及重金属,会对环境和人体健康造成严重危害。污泥衍生的生物炭材料因其较... 随着经济全球化的飞速发展,城市污水处理中排放的污泥量日益增加,预计到2025年中国市政污泥年产量将>9.0×10^(7) t。市政污泥中含有的病原微生物、有机物及重金属,会对环境和人体健康造成严重危害。污泥衍生的生物炭材料因其较大的比表面积、优良的孔结构以及丰富的含氧基团,被广泛应用于废水吸附处理领域,实现了固体废物再利用和去除污染的双重目的,做到以废治废,达到生态与发展的双赢。该文总结了市政污泥生物炭的制备及改性方法,介绍了吸附的影响因素,综述了市政污泥生物炭在吸附重金属、染料、无机盐、抗生素、酚类中的应用及其吸附机理;最后,指出了未来污泥生物炭的发展方向和需攻克的难题,应努力形成绿色低碳的资源化处理体系。 展开更多

关键词 污泥生物炭 制备 改性 废水处理 吸附机理

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