不同类型LDHs改性污泥生物炭的除磷特性研究

胡玉洁，杨 航，楼 飞，刘林森，韦 东

（诚邦生态环境股份有限公司，杭州 310008）

磷浓度过高会导致水体富营养化，而除磷是控制水体富营养化的主要手段之一。目前常用的除磷方法是吸附法，其具有产泥量少、运行稳定、操作简单和能耗低等优点。硅胶、氧化铝、活性炭和生物炭等材料可作为吸附剂在吸附法中使用，其中，生物炭具有可再生、来源广和成本低等优势而成为研究和应用的热点。生物炭是指生物有机材料（生物质，如植物根茎、木材或动物组织等）在无氧或限氧条件下高温热解产生的不完全炭化产物，其表面化学结构复杂，孔隙结构丰富，有作为磷吸附剂的潜力，吸附磷后的污泥生物炭可以作为缓释肥料，提升土壤肥力的同时封存碳元素。污泥热解为污泥处置提供了一条新途径，其制得的污泥生物炭（sewage sludge biochar，SSBC）也可以作为吸附剂，回收水中磷。将SSBC用于去除和回收水中磷更有优势，如价格低廉、环保、回收磷后的SSBC可以直接进行土地利用。然而，研究表明，SSBC表面的含氧活性基团使其通常带负电荷，阳离子交换容量高于阴离子交换容量，主要通过静电作用吸附磷酸盐，吸附能力较弱，因此有必要对生物炭进行活化改性。目前，针对SSBC的改性研究主要集中在对重金属、有机污染物等的去除，鲜有关于改性SSBC以提高其除磷能力的报道，因此要选择一种可靠的改性污泥生物炭制备方法，以处理水中的磷酸盐。

层状双氢氧化物（layered double hydroxides，LDHs）是一种具有较大比表面积、较高阴离子交换容量及特殊性质（酸碱性、结构记忆效应、层间阴离子可交换性和微孔结构）的无机阴离子交换剂，具有良好的除磷吸附性能。……