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Metal-Modified Mussel Shell for Efficient Binding of Phosphorus in Eutrophic Waters
International Journal of Environmental Research ( IF 3.2 ) Pub Date : 2020-03-12 , DOI: 10.1007/s41742-020-00250-9
Haojie Yin , Liang Liu , Mingzhe Lv , Lijuan Feng , Jiaheng Zhou

As phosphorus (P) exceeds 0.1 mg P L −1 , the water is usually considered high enough to cause eutrophication. Thermally treated mussel shell (TMS), a calcium-rich (36.76%) biological material, was an environmentally friendly and low-cost adsorbent for P removal. To achieve very low concentrations of P, composite agents of PAC–TMS, Fe–TMS and La–TMS were prepared with the optimum weight ratio of 0.4, 0.2 and 0.2 (g g −1 ) [polyaluminium chloride (PAC), Fe(OH) 3 or La 2 O 3 to TMS] with the lower cost and high P adsorption efficiency, respectively, all of which had more than 80% of P removal rate after 12-h treatment of 5 mg L −1 P solution, much higher than that of TMS alone (50%). Isotherm experiment showed that these composite agents have maximum phosphate adsorption capacities of 91.74 mg P g −1 (PAC–TMS), 101.42 mg P g −1 (Fe–TMS) and 56.50 mg P g −1 (La–TMS), respectively. Additionally, the metal-modified TMS was almost independent of pH. Long-term efficient removal of P (< 0.1 mg L −1 ) was achieved during a 3-month removal trial of P-contaminated water while using these metal-modified TMS. Since metal-modified TMS both had calcium and other multivalent metal (Al, La or Fe), the modification pathway was mainly dependent on both enhance adsorption/precipitation by a simultaneous effect of the calcium and other multivalent metal. PAC–TMS, Fe–TMS and La–TMS with optimum ratio of 0.4, 0.2 and 0.2 for P removal P adsorption capacities of 91.74(PAC–TMS), 101.42(Fe–TMS) and 56.50 mg g −1 (La–TMS) Long-term efficient removal of P (< 0.1 mg L −1 ) via these metal-modified TMS

中文翻译:

用于富营养化水域中磷的有效结合的金属改性贻贝壳

由于磷 (P) 超过 0.1 mg P L -1 ,通常认为水高到足以导致富营养化。热处理贻贝壳 (TMS) 是一种富含钙 (36.76%) 的生物材料,是一种环保、低成本的除磷吸附剂。为了实现非常低的 P 浓度,制备了 PAC-TMS、Fe-TMS 和 La-TMS 的复合剂,其最佳重量比为 0.4、0.2 和 0.2 (gg -1 ) [聚合氯化铝 (PAC)、Fe(OH ) 3 或 La 2 O 3 to TMS] 分别具有较低的成本和较高的 P 吸附效率,在 5 mg L -1 P 溶液处理 12 小时后均具有 80% 以上的 P 去除率,远高于比单独的 TMS (50%)。等温线实验表明,这些复合药剂的最大磷酸盐吸附容量为 91.74 mg P g -1 (PAC-TMS)、101.42 mg P g -1 (Fe-TMS) 和 56。分别为 50 mg P g -1 (La-TMS)。此外,金属改性的 TMS 几乎与 pH 无关。在使用这些金属改性 TMS 对受 P 污染的水进行 3 个月的去除试验期间,实现了长期有效去除 P (< 0.1 mg L -1 )。由于金属改性的 TMS 都含有钙和其他多价金属(Al、La 或 Fe),因此改性途径主要依赖于钙和其他多价金属的同时作用来增强吸附/沉淀。PAC-TMS、Fe-TMS 和 La-TMS 的最佳除磷比为 0.4、0.2 和 0.2,P 吸附容量分别为 91.74(PAC-TMS)、101.42(Fe-TMS)和 56.50 mg g -1 (La-TMS) ) 通过这些金属改性的 TMS 长期有效去除 P (< 0.1 mg L -1 ) 在使用这些金属改性 TMS 对受 P 污染的水进行 3 个月的去除试验期间,实现了长期有效去除 P (< 0.1 mg L -1 )。由于金属改性的 TMS 都含有钙和其他多价金属(Al、La 或 Fe),因此改性途径主要依赖于钙和其他多价金属的同时作用来增强吸附/沉淀。PAC-TMS、Fe-TMS 和 La-TMS 的最佳除磷比为 0.4、0.2 和 0.2,P 吸附容量分别为 91.74(PAC-TMS)、101.42(Fe-TMS)和 56.50 mg g -1 (La-TMS) ) 通过这些金属改性的 TMS 长期有效去除 P (< 0.1 mg L -1 ) 在使用这些金属改性 TMS 对受 P 污染的水进行 3 个月的去除试验期间,实现了长期有效去除 P (< 0.1 mg L -1 )。由于金属改性的 TMS 都含有钙和其他多价金属(Al、La 或 Fe),因此改性途径主要依赖于钙和其他多价金属的同时作用来增强吸附/沉淀。PAC-TMS、Fe-TMS 和 La-TMS 的最佳除磷比为 0.4、0.2 和 0.2,P 吸附容量分别为 91.74(PAC-TMS)、101.42(Fe-TMS)和 56.50 mg g -1 (La-TMS) ) 通过这些金属改性的 TMS 长期有效去除 P (< 0.1 mg L -1 ) 由于金属改性的 TMS 都含有钙和其他多价金属(Al、La 或 Fe),因此改性途径主要依赖于钙和其他多价金属的同时作用来增强吸附/沉淀。PAC-TMS、Fe-TMS 和 La-TMS 的最佳除磷比为 0.4、0.2 和 0.2,P 吸附容量分别为 91.74(PAC-TMS)、101.42(Fe-TMS)和 56.50 mg g -1 (La-TMS) ) 通过这些金属改性的 TMS 长期有效去除 P (< 0.1 mg L -1 ) 由于金属改性的 TMS 都含有钙和其他多价金属(Al、La 或 Fe),因此改性途径主要依赖于钙和其他多价金属的同时作用来增强吸附/沉淀。PAC-TMS、Fe-TMS 和 La-TMS 的最佳除磷比为 0.4、0.2 和 0.2,P 吸附容量分别为 91.74(PAC-TMS)、101.42(Fe-TMS)和 56.50 mg g -1 (La-TMS) ) 通过这些金属改性的 TMS 长期有效去除 P (< 0.1 mg L -1 )
更新日期:2020-03-12
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