| 污泥生物炭制备吸附陶粒 |
| 摘要点击 2679 全文点击 1286 投稿时间：2017-02-24 修订日期：2017-04-05 |
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| 中文关键词 污泥生物炭 陶粒 重金属 环丙沙星 吸附 脱附 动力学 等温吸附模型 |
| 英文关键词 sludge biochar ceramsite heavy metals ciprofloxacin adsorption desorption kinetics isotherm modes |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 李杰 | 中国科学院城市环境研究所, 城市污染物转化重点实验室, 厦门 361021
中国科学院大学, 北京 100049 | jieli@iue.ac.cn | | 潘兰佳 | 中国科学院城市环境研究所, 城市污染物转化重点实验室, 厦门 361021
中国科学院大学, 北京 100049 | | | 余广炜 | 中国科学院城市环境研究所, 城市污染物转化重点实验室, 厦门 361021 | gwyu@iue.ac.cn | | 汪印 | 中国科学院城市环境研究所, 城市污染物转化重点实验室, 厦门 361021 | | | 尤甫天 | 中国科学院城市环境研究所, 城市污染物转化重点实验室, 厦门 361021
中国科学院大学, 北京 100049 | | | 谢胜禹 | 中国科学院城市环境研究所, 城市污染物转化重点实验室, 厦门 361021
中国科学院大学, 北京 100049 | |
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| 中文摘要 |
| 以城市污泥热解产生的生物炭（BC）与高岭土（KL）为原料制备吸附陶粒（SKC），研究其对环丙沙星（CIP）的吸脱附性能，开展吸附动力学和等温吸附特性研究，结合形貌、孔结构、物相组成、表面电位探讨其吸附机制，利用TCLP法研究重金属浸出特征.结果表明BC与KL以6：4的质量比混合造粒，经1050℃烧结5 min得到的SKC对CIP有明显的吸附效果，去除率达65.34%；SKC对CIP的吸附符合二级动力学模型，在不同质量浓度下的吸附特性适用于Freundlich等温吸附模型，吸附过程同时存在物理和化学吸附.SKC具有良好的孔隙结构，物相组成以硅铝氧化物、铁氧化物和金属磷酸盐为主，既能降低重金属的浸出毒性又具有良好的CIP吸附去除效果，有望为处理废水中高浓度CIP提供一种低成本可回收的吸附材料，也为BC的规模化安全利用提供了新思路. |
| 英文摘要 |
| Adsorption ceramsite (SKC) was prepared with biochar (BC) derived from municipal sludge and kaolin (KL) based on the optimized processing parameters to adsorb ciprofloxacin (CIP) in aqueous solutions. The CIP adsorption mechanism of SKC was investigated by adsorption kinetics and isotherm adsorption models, combined with the analysis of microstructure, pore structure, phase composition, and zeta potential. Furthermore, the heavy metal leaching toxicity was assessed using the toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) method. The results showed that SKC, with 60% BC and 40% KL calcining at 1,050℃ for 5 min, showed an outstanding removal efficiency of CIP (65.34%). The pseudo-second-order equation agreed with the adsorption behavior and the Freundlich model described the adsorption process well. The adsorption process was a multilayer adsorption controlled by physical and chemical reactions. The leaching concentration of heavy metals, trapped by the mineral phases in SKC was much lower than that in BC, indicating low ecotoxicological risk. SKC possessed the ability to adsorb CIP with its developed porosity and characteristic mineralogical phases, including silicon aluminum oxide and iron oxide. This work provides a low-cost recyclable sorbing material to remove high concentration CIP from wastewater and offers a new idea for the large-scale safe use of BC. |
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