改性黑臭河道沉积物对营养盐去除的研究

作     者：刘星 柳文莉 陈星 姜霞 郭冀峰 陆莹 黄威 LIU Xing;LIU Wenli;CHEN Xing;JIANG Xia;GUO Jifeng;LU Ying;HUANG Wei

作者机构：长安大学建筑工程学院旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室西安710054 中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室北京100012 东华大学环境科学与工程学院上海201620 

出 版 物：《湖泊科学》 (Journal of Lake Sciences)

年 卷 期：2019年第31卷第5期

页      面：1229-1238页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：北京市自然科学基金项目(8174080) 中国博士后科学基金项目(2017M610968)联合资助 

主　　题：黑臭河道 改性 沉积物 营养盐 吸附 

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20mg/L)的去除效果均达到90%以上,其中对磷(初始浓度10mg/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(R20.93),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0.474mg/g;热力学研究结果表明,吸附过程中,标准反应焓变(ΔH^0)、标准反应熵变(ΔS^0)均为正值,标准吉布斯自由能变(ΔG^0)为负值,且随着温度的升高,ΔG^0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.