鳳眼蓮生物質(zhì)炭對水中磷和氮吸附研究.pdf

1、營養(yǎng)元素氮、磷過剩是引起水體富營養(yǎng)化的主要因素，而目前國內(nèi)外對于水體中氮、磷的高效處置并同時實(shí)現(xiàn)資源回收利用還沒有經(jīng)濟(jì)有效的措施。本試驗分別以鳳眼蓮莖葉和根制備的生物質(zhì)炭作為吸附劑，研究了不同的生物質(zhì)炭對水中磷酸鹽和氨氮的吸附性能，并初步討論了生物質(zhì)炭同時吸附氨氮和磷的影響，為廢棄鳳眼蓮的處置和資源化利用提供了新思路，同時為探討生物質(zhì)炭用于水處理領(lǐng)域提供理論依據(jù)。另外，通過傅立葉紅外光譜、X射線衍射光譜對生物質(zhì)炭去除水中氨氮和磷的吸附機(jī)

2、理進(jìn)行了分析，得出以下主要結(jié)論：
　　①莖葉生物質(zhì)炭和根生物質(zhì)炭對磷的吸附動力學(xué)結(jié)果都符合偽二級動力學(xué)模型。因莖葉生物質(zhì)炭在吸附過程中存在較強(qiáng)的磷釋放作用，L-400和L-650對磷都表現(xiàn)了負(fù)吸附效果。當(dāng)磷的初始吸附濃度為5~20mg/L時，三種根生物質(zhì)炭對磷的吸附容量大小排序為R-800>R-600>R-400；當(dāng)磷初始濃度為40~320mg/L時，吸附量大小排序為R-800>R-400>R-600。莖葉生物質(zhì)炭L-800和根生

3、物質(zhì)炭的等溫吸附試驗結(jié)果與Langmuir方程的擬合程度較好。莖葉和根生物質(zhì)炭對磷的吸附作用都是自發(fā)、吸熱的熵增反應(yīng)，最佳吸附pH值條件為7~8。
　　②通過FTIR和XRD分析表明，莖葉和根生物質(zhì)炭吸附磷的主要機(jī)制為化學(xué)吸附。莖葉生物質(zhì)炭L-800和根生物質(zhì)炭R-800都含有羥基（-OH）、芳環(huán)C=C結(jié)構(gòu)和醚C-O-C基團(tuán)。L-800對磷的吸附以弱吸附態(tài)和鈣結(jié)合態(tài)為主，磷酸根與Ca元素反應(yīng)生成焦磷酸鈣Ca2P2O7沉淀，還有一部

4、分與Ba和Mg元素反應(yīng)生成了偏磷酸鋇Ba(PO3)2和磷酸鎂Mg3(PO4)2沉淀；R-800吸附飽和后，其表面生成了磷鉻銅鉛礦Pb2Cu(CrO4)(PO4)OH和焦磷酸鈣Ca2P2O7。
　　③莖葉生物質(zhì)炭L-800對氨氮的吸附動力學(xué)結(jié)果與偽一級和偽二級動力學(xué)方程的擬合程度都比較好，吸附氨氮的控制因素為吸附傳質(zhì)動力和化學(xué)反應(yīng)的綜合作用。三個溫度條件下制備的莖葉生物質(zhì)炭對氨氮的吸附量都比較小，并在吸附過程中都出現(xiàn)了負(fù)吸附現(xiàn)象。<