镧改性沸石改良底泥磷吸附特征

镧改性沸石改良底泥磷吸附特征

沸石不仅在自然界中广泛分布，而且在水和废水处理领域中也得到广泛的应用。另一方面，氮磷营养盐造成的水体富营养化问题日益严重，导致全球多个湖泊连续发生蓝藻爆发，因而废水中氮和磷含量的控制问题日渐受到重视。天然沸石因其在地壳中丰富的储备、低廉的成本、较强的离子交换和选择吸附性能，在水处理系统中得到了广泛的应用。

磷是湖泊富营养化最主要的限制性因子，其来源包括外源输入和内源释放。而底泥作为湖泊水体中磷的重要蓄积库，当环境条件发生改变时，底泥中蓄积的磷会再次释放进入水体，成为引起湖泊富营养化的内源。因此，控制污染底泥中磷的释放对于湖泊富营养化防治非常重要。目前，国内外应用较多的底泥污染控制技术是底泥疏浚和原位覆盖技术。底泥原位改良技术是近年来新出现的一种底泥污染控制技术，与底泥疏浚和原位覆盖技术相比，该技术对现存底栖生态系统的破坏性更小。此外，底泥原位改良技术还可以与底泥疏浚技术联合使用，即底泥疏浚后向残留底泥中添加吸附剂以降低底泥再悬浮对水体的二次污染。目前已有多个学者研究考察了许多吸附剂对底泥中有机污染物、重金属和磷的钝化效果。其中向底泥添加活性炭可以有效降低底泥中多环芳烃、多氯联苯和有机氯农药等有机污染物的释放风险。尤其是使用镧改性沸石能够有效改良湖泊底泥，增强底泥对磷的固定能力，并且其对水体中磷酸盐具备较强的吸附能力。因此，采用镧改性沸石对底泥进行改良可以降低底泥中磷向水体迁移的风险。

镧改性沸石制备：准确称取10 g 天然沸石置于100 mL 水中，形成悬浊液，再加入5 g 氯化镧，通过磁力搅拌使氯化镧溶解并使天然沸石处于悬浮状态，再用2 mol·L -1NaOH 溶液调节混合液的pH值为10。反应完全后进行固液分离，再用去离子水清洗固体直至上清液pH值为7左右，最后将固体置于105 ℃烘箱内烘干，破碎后即得到镧改性沸石。

从镧改性沸石对人工废水的除磷时间效果的研究结果看，在30 ℃下，随着作用时间的延长，污水中的磷质量浓度逐渐降低，并在作用后的36 h 达到吸附平衡，此时废水中的磷质量浓度、去除率和吸附量分别为0.515 mg·L-1、97.43%和2.44 mg·g-1。同时，在作用的前3 h镧改性沸石对磷的去除效果显著，此时废水中的磷去除率达到57.1%，镧改性沸石

对磷的吸附量达到1.43 mg·g-1，占饱和吸附量的58.6%。