污泥基生物炭处理酸性含U(Ⅵ)废水的效能与机理

• 作者: 莫官海 谢水波 曾涛涛 刘迎九 蔡萍莉
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 吸附 热解 修复 污泥基生物炭 含U(Ⅵ)废水 机理
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 2352-2362
• 页数: 10页
• 分类号: X172
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20191505

摘要

通过城市污泥(SS)慢速热解制备污泥基生物炭(SSB)，并研究初始pH、投加量、共存离子、吸附时间和温度等因素对SSB去除U(Ⅵ)的影响，探讨吸附动力学和吸附等温线特征。通过元素分析、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析U(Ⅵ)吸附去除的机理。结果表明SSB去除U(Ⅵ)的适宜条件为：pH=3、投加量1g/L、吸附时间240min；在此条件下，在温度30℃时最大吸附量为34.51mg/g。吸附动力学符合拟二级动力学模型；Langmuir吸附等温模型能更好描述生物炭对U(Ⅵ)的吸附行为。U(Ⅵ)吸附去除机理主要包括静电作用，与Si—O—Si的n-π相互作用，与羟基(—OH)、羧基(—COOH)的配位络合。通过5次吸附-解吸试验发现，U(Ⅵ)去除率和SSB再生率均在80%以上。本研究表明污泥基生物炭具备处理与修复酸性含U(Ⅵ)废水污染的潜力。