从单一和二进制水系统中吸附硫甲醇和林氏素,使用活性污泥生物质的酸修饰生物炭

科学领域:

• 环境化学环境化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 水处理技术水处理技术

背景情况:

• 广泛的制药使用导致地表水中的抗生素污染,包括硫甲醇 (SMX) 和林氏素 (LIN).
• 这些抗生素残留物对公众健康和水生生态系统构成重大风险.
• 活性污泥基生物炭是减轻抗生素污染的可持续材料.

研究的目的:

• 为了研究通过微波加热合成的H3PO4修饰活性污泥生物炭 (PBC) 的有效性,用于SMX和LIN吸附.
• 为了优化PBC合成参数并描述产生的材料.
• 评估PBC在批量和动态系统中的吸附性能,以消除抗生素.

主要方法:

• 使用中央复合材料设计 (微波功率,时间,H3PO4度) 优化PBC合成.
• PBC属性的表征 (表面积,多孔度,功能组).
• 批量和动态吸附实验用于SMX和LIN去除,动力学和异热学研究以及固定床柱体试验.

主要成果:

• 优化的PBC表现出365m2/g的表面积,具有发达的多孔性和含氧的功能组.
• PBC显示SMX (45.6 mg/g) 的吸附能力高于LIN (26.6 mg/g).
• 化学吸附和多层吸附 (雷德利希-彼得森等温) 被确定为主要机制,具有结和π-π相互作用.
• 用PBC装载的水凝珠 (PBC-B) 在使用纯净和真实废水的动态系统中证明了有效的清除.

结论:

• 修改H3PO4的活性污泥生物炭是SMX和LIN抗生素的高效吸附剂.
• 开发的材料和吸附过程显示出对现实世界废水处理应用的巨大潜力.
• 这项研究支持使用废物衍生生物炭来可持续地从水系统中去除抗生素.