农业废弃物再生吸附剂制备及其性能研究

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1、农业废弃物再生吸附剂制备及其性能研究摘要以农业废弃物茭白叶为原料，利用氯化铁或氯化亚铁溶液进行浸渍改性，再生制备了吸附剂。配制了适量浓度的磷酸二氢钠溶液模拟含磷富营养化水体，研究了吸附剂吸附磷元素的效果和机制。同时针对实际河水开展了实证研究，取得了较好的效果。该研究工作为拓展具有水乡特色农业废弃物的循环利用，以及对于治理富营养化废水开展了富有意义的探索。利用扫描电镜研究了茭白叶改性前后的表面形貌变化，设计进行了一系列吸附试验，重点研究了被吸附溶液pH值、浸渍改性液的浓度、生物吸附剂的粒度、吸附时间等因素对磷吸附能力的影响。研究结果表明：采用5%FeCl3溶液对原始茭白叶进行浸

2、渍改性制备的片状生物吸附剂I，当被吸附溶液pH值为5.5，吸附时间为30小时，磷吸附能力可达4.36mg/g。另一方面，采用12%FeCl2溶液对原始茭白叶进行浸渍改性制备的片状生物吸附剂II，在pH值为5.5的NaH2PO4溶液中经30h吸附后，其去磷能力最高可达5.02mg/g。两种吸附实验均符合伪一级动力学模型。红外光谱研究表明，农业废弃物茭白叶经过充分浸渍改性处理后，茭白叶中纤维素的羟基与浸渍液中铁离子发生反应，使茭白叶生物吸附剂产生了较强的吸附除磷能力。利用茭白叶为原材料，以氯化钙作为催化剂、以碳酸钾作为活化i剂，经过真空烧结制备了茭白叶混合吸附剂。设计进行了不同吸

3、附条件下的吸附实验，研究了吸附剂吸附磷元素的行为。研究结果发现：采用0.1mol/LCaCl2以及1mol/LK2CO3溶液浸渍茭白叶，烧结制备的混合吸附剂，在吸附剂用量为0.1g，吸附时间为32小时的实验条件下，被吸附后的水溶液磷元素含量可达地表水环境质量标准（GB3838-2002）一类湖库水质标准总磷含量为0.02mg/L(ppm)以下。利用X射线衍射揭示了茭白叶混合吸附剂中存在碳酸钙微晶是吸附去磷的主要原因。上述混合吸附剂经酸洗和氯化铁溶液浸渍处理，针对实际湖水样品进行了磷吸附实证研究，取得了较好的效果。关键词：农业废弃物，茭白叶，富营养化，吸附剂，吸附去磷，活性炭i

4、iResearchonthepreparationandpropertyofbio-sorbentmadefromagriculturalresiduesAbstractThispaperaimsatdealingwiththeeutrophicwatercausedbytheexcessivephosphorusnutrientintheindustrialdetergentsandagriculturalfertilizers.Thebio-sorbentI—thecellulosicmaterialWaterBambooLeaves(WBL)treatedwithFeC

5、l3solutionisfoundtoimprovethephosphorusremovalcapability.Theadsorptionresultsshowthatthebio-sorbenthasmuchgreaterphosphorusremovalcapacitythannaturalWBL.Bystudyingtheeffectsofthedifferentexperimentalparameters,thebestphosphorusremovalcapacitycouldachieve4.36mg/gattheconditionsofthepiecessiz

6、eWBLmodifiedwith5%FeCl3、pHat5.5、thetimeoftheadsorptionat30h.ThroughtheInfraredspectra,westudytheadsorptionmechanism.Inthispaper,thebio-sorbentII—thecellulosicmaterialWaterBambooLeaves(WBL)treatedwithFeCl2solutionistakenforresearchaboutitsphosphorusremovalcapability.ThroughtheSEM,wefoundthes

7、urfacemorphologychangesbetweenWBLandthebio-sorbent.Bystudyingtheeffectsofthedifferentexperimentalparameters,thebestphosphorusremovalcapacitycouldachieve5.02mg/gattheconditionofthepiecessizeWBLmodifiedwith12%FeCl2、pHat5.5、thetimeoftheadsorption30h.Thehigh