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使用类胞外聚合物 (EPS) 水凝胶从废水中回收磷
Journal of Water Process Engineering ( IF 6.3 ) Pub Date : 2023-02-08 , DOI: 10.1016/j.jwpe.2023.103512
Xiao Tan , Lan Yi , Zhipeng Duan , Xiaoge Wu , Imran Ali , Li Gao
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更新日期:2023-02-09
Journal of Water Process Engineering ( IF 6.3 ) Pub Date : 2023-02-08 , DOI: 10.1016/j.jwpe.2023.103512
Xiao Tan , Lan Yi , Zhipeng Duan , Xiaoge Wu , Imran Ali , Li Gao
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从废水中回收磷(P)对于废水处理和资源回收具有重要意义。微生物的天然细胞外聚合物 (EPS) 表现出令人印象深刻的磷摄取能力。然而,由于提取过程中的高收获成本,天然 EPS 很难协助 P 回收。因此,设计了由海藻酸钠 (SA)-Fe(III) 和腐殖酸 (HA) 构建的类 EPS 水凝胶。结果表明,EPS 类水凝胶的最佳形成条件为 0.1 M Fe(III) 和 m(HA):m(SA) = 1。Fe(III) 离子是构建三维海藻酸钠的关键交联剂(SA)-Fe(III) 水凝胶和在 HA@SA-Fe(III) 水凝胶中嵌入腐植酸 (HA)。HA@SA-Fe(III) 水凝胶在 SO 4 2−中显示出更大的孔径、更少的 Fe 浸出和更高的磷酸盐选择性与 SA-Fe(III) 水凝胶相比。HA@SA-Fe(III) 和 SA-Fe(III) 的最高 P 吸附量分别为 56 和 134.33 mg-P/g。吸附等温线结果表明,当初始P浓度在0~35 mg/L范围内时,吸附主要存在于吸附剂表面。而在孔隙填充阶段(即初始 P 浓度高于 35 mg/L),内部扩散根据动力学控制吸附过程。X 射线光电子能谱 (XPS) 分析检测到 Fe-OP 和 OP 键的出现以及吸附后水凝胶中氯离子的消失,这证实了吸附的主要驱动力(配体交换和离子交换)。此外,被磷吸附饱和的 HA@SA-Fe(III) 水凝胶通过了作为可持续释放磷肥料的测试。
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