【摘 要】
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本文以污水处理厂剩余污泥为原料,制备了污泥基生物炭（SBC）,以其对于Cu2+的吸附能力作为评价指标,进行了不同活化剂浓度、浸渍比、浸渍时间、炭化温度、炭化时间等制备条件的优
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本文以污水处理厂剩余污泥为原料,制备了污泥基生物炭（SBC）,以其对于Cu2+的吸附能力作为评价指标,进行了不同活化剂浓度、浸渍比、浸渍时间、炭化温度、炭化时间等制备条件的优化,确定了在以活化剂15%KOH,体积浸渍比1:1,浸渍时间4h,碳化时间1h,750℃SBC为基底材料的条件为SBC的最佳制备条件。经过纳米零价铁修饰后的污泥基生物炭（NZVI-SBC）,对于砷的去除效果有着明显的提升。其中煅烧温度为350℃的生物炭（350SBC）在经过改性后制备成纳米零价铁改性污泥基生物炭（NZVI-350SBC）,对于As（III）的吸附去除率增加了9.86倍。本研究还利用了比表面积和孔径分布分析仪（BET）、扫描电镜（SEM）以及傅里叶红外光谱仪（FT-IR）等表征手段对材料修饰前后进行表征,BET结果显示材料在改性后比表面积和孔体积显著增大;SEM结果明显可观察到NZVI颗粒均匀分散在生物质炭表面上;FTIR分析表明:在SBC负载NZVI后,表面的含氧官能团增加显著,这使得NZVI-SBC对于砷的吸附效果进一步增强。本研究还通过一系列静态实验探究了NZVI-SBC对于水体中砷的去除能力。实验结果显示吸附实验在180min后基本达到平衡;材料投加量在0.2g·L-1时的吸附效果最好;NZVI-SBC的去除率随着污染物浓度的提升而下降;pH为4.8时,NZVI-SBC的去除率最高。NZVI-SBC对于砷的吸附在实验中符合准二级动力学模型,NZVI-SBC对砷的吸附符合Freundlich等温模型,说明发生了多层吸附。热力学参数也同样表明该吸附反应在体系温度上升时,有利于吸附进行。综上所述,纳米零价铁改性后的污泥基生物炭,由于原材料廉价易得且对砷有显著的吸附作用,而且本身理化性能稳定,在水体中重金属污染的处理中,是不可多得的优良材料。
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