改性黑臭河道沉积物对营养盐去除的研究

• 作者: 刘星 姜霞 柳文莉 郭冀峰 陆莹 陈星 黄威
• 来源期刊: 湖泊科学
• 关键词: 黑臭河道 改性 沉积物 营养盐 吸附
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 页码范围: 1229-1238
• 页数: 10页
• 字数: 5682字
• 语种: 中文
• DOI: 10.18307/2019.0506

摘要

为研究黑臭河道沉积物资源化利用方式,评估沉积物资源化以后对营养盐去除效果和研究其去除机制,以北京市某黑臭河道沉积物(S)为供试样品,对其进行氧化并负载金属离子改性,最终得到氧化-载钠改性沉积物(MS).选取S和MS两种材料,评估其对氮和磷的去除效果,通过采用动力学、热力学等手段,进一步阐明改性材料对氮、磷去除机制.结果表明,在环境温度为35℃,固液比1∶50(g∶ml)的条件下,经氧化-载钠联合改性材料对氮(初始浓度20 mg/L)的去除效果均达到90％以上,其中对磷(初始浓度10 mg/L)的去除率最高可达98％;准二级动力学模型能更好的描述改性材料的吸附动力学行为(R2＞0.93),且动力学和吸附等温分析结果显示,Langmuir模型可以更好地描述两种材料的吸附等温线,改性材料对氮和磷的最大吸附量分别达到0.891和0.474 mg/g;热力学研究结果表明,吸附过程中,标准反应焓变(△H0)、标准反应熵变(△S0)均为正值,标准吉布斯自由能变(△G0)为负值,且随着温度的升高,△G0呈下降趋势.研究显示,MS具有更高的吸附性能,对氮、磷的吸附主要是材料表面活性吸附点位起主导作用,并且吸附过程是个吸热、自发进行的过程,更高的温度更有利于吸附.在同一温度下,随着氮、磷初始浓度的增加,MS对氮、磷的解吸比吸附过程更容易发生.