镁改性硅藻土回收废水氮磷产物对水中Pb~(2+)和Zn~(2+)的去除

作者：吴盈秋; 夏鹏; 李远; 王学江

来源：环境科学, 2022, 43(12): 1-12.

DOI：10.13227/j.hjkx.202203063

• 硅藻土
• 鸟粪石
• 氮磷回收
• 重金属
• 吸附

通过使用镁改性硅藻土回收废水中的氮磷营养素，优化制备了一种复合材料 (D-MAP)，并将其用于废水中重金属Pb~(2+)和Zn~(2+)的去除。研究探讨了材料投加量、反应时间、反应温度和溶液初始pH等因素对Pb~(2+)和Zn~(2+)在D-MAP上吸附的影响。D-MAP吸附去除Pb~(2+)和Zn~(2+)的最优条件为：D-MAP投加量分别为0.25 g·L~(-1)和0.30 g·L~(-1)，Pb~(2+)和Zn~(2+)初始浓度分别为300 mg·L~(-1)和60 mg·L~(-1)，溶液初始pH为5.0。在此条件下，其对Pb~(2+)和Zn~(2+)去除率分别可达78.67%和89.66%。动力学和热力学的结果表明，D-MAP对Pb~(2+)和Zn~(2+)的吸附更符合准二级动力学模型；其吸附等温线可用Langmuir模型描述，吸附是自发吸热的过程。Langmuir等温拟合结果指出，D-MAP对Pb~(2+)和Zn~(2+)的最大吸附容量分别为901.0 mg·g~(-1)和206.2 mg·g~(-1)。使用SEM/EDS、XRD和FT-IR等手段对吸附Pb~(2+)和Zn~(2+)前后的吸附剂进行表征，结果表明，D-MAP是一种鸟粪石-硅藻土复合材料，可通过与Pb~(2+)和Zn~(2+)生成Pb_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2)和Zn_(3)(PO_(4))_(2)·2H_(2)O去除废水中Pb~(2+)和Zn~(2+)。D-MAP对Pb~(2+)和Zn~(2+)的去除效果随着pH的增加而增加，且最终产物形态随pH不同产生变化。

• 单位
  同济大学; 污染控制与资源化研究国家重点实验室; 环境科学与工程学院