Fe3O4@SBc復合材料對甲基橙的吸附去除效果

王向輝，胡可昕，宮旖柔，楊 雪，王 闖，李文麗，符美麗，劉艷玲，游誠航

（海南師范大學化學與化工學院，海南省水環境治理與資源化重點實驗室，海口市土壤污染修復與資源化重點實驗室，海南海口571158）

隨著社會發展和國民生活水平的逐步提高，我國污水處理量迅速攀升。截至2020年1月底，全國核發污水處理廠排污許可證10 113個。污水處理廠產能增加必然導致污水廠的剩余污泥量快速增長，預估2020年污水處理廠產生的剩余污泥（含水率80%以上）將達 6×107t〔1〕。 污泥主要由有機物和無機物組成，以有機成分為主（75%～85%），包括難降解的有機污染物、重金屬和病原體、寄生蟲等有毒有害物質，隨意丟棄或處理不當會給環境和人類健康帶來巨大危害〔2〕。

污水處理廠剩余污泥的有機物含量高、產量大，能作為優質的生物質材料制備生物炭，不僅可解決污泥去向問題，還能保證固炭環保〔3〕。已有文獻報道污泥生物炭用于水環境污染治理〔4〕。但生物炭顆粒小、質輕，難以通過過濾和沉降的方式去除。將具有磁性的納米粒子Fe3O4引入污泥生物炭中，制備Fe3O4@SBc復合材料，有利于形成豐富的疊層結構，增加污泥活性炭的比表面積，并在保留生物炭高吸附量的同時克服難以分離的缺點。此外，引入含氧官能團后污泥活性炭表面的活性位點增加，對于吸附有機染料更加有利〔5〕。

筆者采用某污水處理廠剩余污泥熱解制備了污泥生物炭（SBc），經共沉淀法將納米磁性粒子Fe3O4與SBc復合，成功制備了Fe3O4@SBc復合材料，通過甲基橙溶液吸附實驗，分析溶液pH、吸附劑添加量、震蕩吸附時間和甲基橙濃度等因素對去除效果的影響，并進行吸附動力學和等溫吸附模型擬合，分析吸附機理，期望為污泥的資源化利用提供新途徑。……