α-Fe2O3与活性炭协同处理尿液废水的过程优化与吸附特性

作者：焦赟仪; 周书葵; 张良长; 艾为党; 康赛; 李晨璐; 郑利兵^*; 魏源送

来源：化工进展, 2021, 40(04): 2347-2356.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2020-0950

• 活性炭
• α-Fe2O3
• 尿液
• 吸附
• 动力学

为探究α-Fe2O3与活性炭协同吸附对尿液的处理效果,本文考察了铁炭比、投加量及尿液酸预处理的影响,并重点分析了协同吸附特性。研究发现,铁炭比为0.6时,尿液中总有机碳(TOC)、PO43--P、总磷(TP)的去除率分别为39.51%、71.03%和76.79%,TOC的去除主要依靠活性炭的吸附作用,而PO43--P主要依靠α-Fe2O3的作用,尿液酸预处理可显著强化PO43--P的吸附。TOC和PO43--P的吸附过程均符合Redlich-Peterson吸附等温线模型,为单层吸附和多层吸附共同作用。动力学研究发现,TOC和PO43--P的吸附均可在24h内达到吸附平衡,PO43--P的动力学吸附过程更符合Elovich模型,即不均匀界面上的多层吸附,而TOC的动力学过程主要受扩散速率控制。同时,协同吸附对发光溶解性有机物(CDOM)的去除率可达72.16%,对腐殖酸类的吸附效果最佳,酸预处理主要减少酪氨酸类、色氨酸类和可溶性微生物代谢产物的吸附。P的去除主要依靠其与α-Fe2O3和尿液中无机盐的共沉淀作用,并以无机盐沉积的形式附着于活性炭孔道内。

• 单位
  土木工程学院; 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室; 中国科学院生态环境研究中心; 南华大学