类水滑石的插层改性及其对沼液中磷的吸附分离.pdf

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1、第54卷第1期厦门大学学报(自然科学版)Vo1．54No．12015年1月JournalofXiamenUniversity(NaturalScience)Jan．2o15类水滑石的插层改性及其对沼液中磷的吸附分离郁强强，张志榕，郑杨清，郑艳梅，王海涛，王远鹏，何宁，李清彪(1．厦门大学化学化工学院，福建厦门361005；2．泉州师范学院化学与生命科学学院，福建泉州362000)摘要：通过恒定pH法成功合成了均苯四甲酸插层的锌铝类水滑石(ZnA1PMA—LDHs)，考察了它的特征结构及组成通式，并对沼液中磷的吸附性能进行了研究．结果表明，ZnzA1PMA—LDHs对四川

2、遂宁沼气工程所产沼液中磷的吸附性能要大大优于未插层的锌铝类水滑石(Zn。Al—cl_1DHs)．当吸附剂用量为0．1g／L时，Zn。Al—PMAIDHs在4h内，对沼液中磷的吸附量由未插层前的l1．58mg／g提高了约248，达到4O．31mg／g．同时该吸附剂对沼液中磷酸根的吸附过程符合准二级吸附动力学模型，吸附等温线表现为Langmuir型．用0．1mol／LNa()H溶液对吸附后的Zn：AI—PMALDHs进行解吸再生，经过4个循环周期，其对沼液中磷的吸附量仍能达到首次吸附量的7O左右．关键词：锌铝类水滑石；均苯四甲酸；沼液；磷；吸附中图分类号：X703文献标志码

3、：A文章编号：0438—0479(2015)010025—06沼气工程在处理畜禽粪便、农作物秸秆等废弃物好、极具应用前景的含磷废水处理和磷资源回收再生生产沼气的同时，也会产生大量的沼液这一副产品．技术]．对目前常规沼气工程的调研可知每产出i00m。产品类水滑石化合物(hydrotalcite—likecompound)，气(98CH)，就会随之产生约3．7t沼液．沼液中除又称层状双金属氢氧化物(1ayereddoublehydrox—含有大量的有机物、氨氮、重金属外还含有丰富的磷ides，LDHs)，是由层间阴离子与带正电荷层板有序组元素，若不经处理直接排放必将造成严重

4、的环境污装而形成的化合物，其结构类似于水镁石Mg(OH)，染[1]．由于沼液含有高浓度的氨氮与有机物导致其有Mo八面体共用棱边形成主体层板．其组成通式可生化性差，采用传统的除磷工艺很难处理I3．目前为[M±M：(OH)](A一)·HO，其中M。普遍的沼液资源化方法就是在沼气工程周围配套一和M抖分别为二价和三价金属阳离子，为带一定数量的农田，将沼液作为农用肥直接还田．但大规价的插层阴离子，为M。。。／(M”+M)的摩尔比模沼气工程产生的沼液体积过大，配套的农田往往无值，m为每摩尔LDHs中结晶水的摩尔数[8]．近来法消纳产生的沼液，从而流入河流、湖泊，构成了地表LDHs因

5、在催化l9J、光电磁材料l_】、医药载体以及水富营养化的潜在威胁．同时，原始沼液中肥用成分阴离子吸附口等领域的应用获得很大关注．的浓度又偏低，远距离输送或储运并不利于其产业化吸附法回收沼液中磷的关键就是提高吸附剂在和商品化．故分离浓缩沼液的营养物使其体积减容十复杂体系中的吸附量．虽然LDHs对于模拟污水中的分必要E43．此外，根据本课题组前期调研全国典型大磷酸根有较大的吸附量，但在实际污水、沼液等复杂型沼气工程和户用沼气池得出的数据，沼液中含有大体系中对磷的选择性不高成为限制其应用的一个瓶量的重金属(砷、铜等)和抗生素，直接资源化制作农颈[1．前人的研究主要集中在改变I

6、DHS的层板组用肥容易导致二次污染．吸附法作为一种有效的分离成，通过在层板中引入La[1、Zr【等稀土元素来提高方法，其回收污废水中的磷可大量节省化学药剂的使LDHs对磷的吸附选择性，但并不能解决复杂体系的用、减少污泥的产生并降低运行成本，是一种环境友竞争吸附问题，尤其是含有高浓度有机物和大量阴离收稿日期：2014—0325录用日期：2014-05l2基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB733505)*通信作者：kelqb@xmu．edu．en引文格式：郁强强，张志榕，郑杨清，等．类水滑石的插层改性及其对沼液中磷的吸附分离[J]．厦门大学学报：

7、自然科学版，2015，54(1)：2530．Citation：YuQiangqiang，ZhangZhirong，ZhengYangqing，eta1．Preparationofintercalatedlayereddoublehydroxidesanditsadsorptionofphosphateinbiogasslurry[J]．JournalofXiamenUniversity：NaturalScience，2015，54(1)：25—30．(inChinese)厦门大学学报(自然科学版)2()15年子的沼液体系．本文通过在Zn。