FeCl_(3)改性火山石的磷吸附特征及其生物膜对底泥的氮磷控制作用

作     者：赵丹 唐静 舒璟茜 陈朝琼 ZHAO Dan;TANG Jing;SHU Jingxi;CHEN Zhaoqiong

作者机构：成都医学院公共卫生学院成都610500 

出 版 物：《应用与环境生物学报》 (Chinese Journal of Applied and Environmental Biology)

年 卷 期：2023年第29卷第6期

页      面：1483-1489页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：成都医学院研究生创新基金重点项目(YCX2020-04) 四川省科技厅重点研发项目(2022YFS0498,2018SZ0342)资助 

主　　题：火山石 总磷 改性 吸附 氮磷控制 

摘      要：低碳背景下,既具备高效磷吸附能力、又能固定化脱氮微生物菌群的环保材料在缓流水体富营养化治理中具有良好的应用前景.以火山石为原料,筛选预处理方法,比较分析氯化铁改性、煅烧改性、复合改性后的磷吸附效果;采用SEM、BET、XRD、FTIR表征技术,结合等温吸附曲线和吸附动力学曲线,探索FeCl_(3)改性火山石的磷吸附机制;通过底泥培养试验,评价FeCl_(3)改性火山石生物膜对底泥氮磷释放的控制效果.结果表明5%HCl预处理可提高火山石的总磷(TP)吸附率30%左右,FeCl_(3)改性和FeCl_(3)联合焙烧改性可使火山石的TP吸附效率达到95%以上.FeCl_(3)改性后,火山石比表面积增加,微孔体积减小,平均吸附孔径增大.Fe_(2)O_(3)颗粒负载于火山石表面,—OH活性增加,生成的多羟基产物促进磷絮凝沉降,提高吸附效率.Langmuir和Freundlich方程拟合系数(R^(2))均大于0.9,最大吸附量为7.30 mg/g,表明FeCl_(3)改性火山石的磷吸附过程既存在单层吸附,也存在多层吸附.二级动力学模型适合于描述FeCl_(3)改性火山石的磷吸附动力学特征,R^(2)为***_(3)改性火山石生物膜覆盖底泥培养40 d,溶解性磷(SRP)在0.02-0.113 mg/L之间波动,浓度远远低于对照组,氨氮在培养周期内也远远低于对照组.本研究表明FeCl_(3)改性显著提高了火山石的磷吸附效率,FeCl_(3)改性火山石生物膜覆盖能有效控制底泥氮磷的释放,但效果的稳定性还需要进一步研究.