使用Fe-Mn生物炭过柱去除硫甲醇:同时存在的聚烯微塑料的影响
Jinsheng Huang1, Andrew R Zimmerman2, Yongshan Wan3
1Department of Agricultural and Biological Engineering, University of Florida, Gainesville, FL 32611, USA.
概括
Fe-Mn修饰生物炭有效地去除水中的硫甲醇 (SMX) 抗生素. 然而,微塑料 (MPs) 干扰了SMX的去除,特别是在更高的pH水平下,影响了废水处理策略.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 水处理技术 水处理技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 新兴的污染物如抗生素和微塑料 (MP) 构成重大环境和废水处理挑战.
- 硫甲醇 (SMX) 是一种常见的抗生素污染物,聚烯微塑料 (PS-MPs) 在水生环境中普遍存在.
- 基于生物炭的材料正在被探索以去除污染物,但在MPs等共污染物的存在下,它们的有效性需要调查.
研究的目的:
- 在固定床过系统中使用Fe-Mn修饰生物炭 (BFM) 评估硫甲 (SMX) 的去除效率.
- 研究聚烯微塑料 (PS-MPs) 在不同pH条件下 (水和废水) 对SMX去除效率的影响.
- 阐明控制SMX和PS-MP相互作用的机制及其对废水处理的影响.
主要方法:
- 进行了批量吸附实验,以确定SMX被BFM去除.
- 进行了固定床柱过研究,以评估SMX和PS-MP的去除.
- 应用了床深服务时间和Yan模型来分析柱子性能和吸附机制.
- 在合成水 (pH≈5.6) 和模拟废水 (pH≈8) 中进行了实验,其中SMX和PS-MPs的度各不相同.
主要成果:
- 在批量测试中,BFM证明了10mg/LSMX的完全去除.
- 模型表明外部质量转移和粒子内部扩散是占主导地位的SMX吸附机制.
- 由于竞争性吸附,PS-MPs的存在显著减少了SMX在合成水中的保留,特别是在中性pH下.
- 在pH3.2时,静电相互作用促进了PS-MP吸附,减少了与SMX的竞争.
- 升高的pH值加剧了PS-MP和SMX之间的吸附竞争.
- 在废水中,PS-MPs稍微抑制了SMX过,但由于高离子强度和性pH,它们有效地被自己去除.
结论:
- Fe-Mn改性生物炭是连续流系统中SMX去除的一个有前途的材料.
- 微塑料显著干扰过系统中的抗生素去除,pH值是影响这些相互作用的关键因素.
- 了解这些相互作用对于优化基于生物炭的废水处理策略至关重要,以解决同时出现的污染物.
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