5种活性生物炭对水体低浓度氮、磷吸附效果研究

作者:朱倩; 张乃明; 夏运生; 杨旭; 张传光*
来源:生态环境学报, 2021, 30(12): 2387-2394.
DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2021.12.014

摘要

随着水污染防治措施的实施和加强,低浓度污染水体的治理成为水污染治理的重要部分。为探究不同活性生物炭对水体中低浓度氮(N)、磷(P)的吸附特性,选取紫茎泽兰(Ageratina adenophora)、锯木屑、甘蔗渣、咖啡壳和烟梗等5种云南较为丰富的生物质为原料,硫酸锌(ZnSO4)为活化剂,制备得到5种活性生物炭,并对污染水体中低浓度N、P进行模拟吸附试验。结果表明:活性生物炭比表面积和孔径分布均优于未活化的普通生物炭,其中锯木屑活性炭比表面积增加了10.3倍,达(1 534.87±23.21) m2·g-1,蔗渣活性炭和紫茎泽兰活性炭比表面积均增加了9.5倍,分别为(1 225.89±21.21) m2·g-1和(1 260.50±14.31) m2·g-1,且孔径以过渡孔为主,更有利于吸附水体中N和P。活性生物炭较未活化的普通生物炭对N、P的最大吸附容量分别从720 mg·kg-1和371 mg·kg-1提高至1 207 mg·kg-1和675 mg·kg-1。不同活性生物炭对N、P的吸附受pH、COD质量浓度、炭水比等因素的影响。偏酸性条件有利于吸附N,偏碱性条件有利于吸附P;水体COD浓度与活性生物炭脱N除P的效果正相关;炭水比与活性生物炭脱N除P的效果负相关;水体中同时存在N、P污染物时更有利于活性生物炭对N、P的去除,表现出协同作用。