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大量含氮磷的工农业废水和生活用水未经处理或处理不当被排入自然水体,使水体生态平衡遭到破坏,导致水质的恶化。目前去除其常见的方法是吸附法,但传统的吸附剂吸附效果不佳,且成本高,使用pH值的范围较窄,使其不能得到更好的推广。因此急需开发一种高效、低成本且使用pH值范围较宽的去除水体中过量的NO3-和PO43-的吸附剂。对此,本研究以普遍存在的茶叶废弃物茶渣为原料,但茶渣本身对NO3-和PO43-基本无去除效果。本文采用胺交联改性法将其制备成环境友好型的生物质吸附剂,用于吸附水体中富营养化污染物NO3-、PO43-,且对其吸附机理进行探究。研究主要内容包括:(1)本文利用茶渣(Tea waste,简写为TW)通过胺交联改性制备了改性茶渣吸附剂(Amine cross-linking tea waste,简写为ACTW)。探究料液比、硝酸盐初始浓度、吸附时间和溶液初始pH对TW和ACTW吸附NO3-的影响。结果表明,随着ACTW用量从1 g/L增加到8 g/L时,ACTW对NO3-的去除率可以从57.4%提高至90%左右;随着ACTW反应时间的增长,吸附量迅速增加,在30 min时达到吸附平衡;ACTW的吸附量随着溶液体系的浓度增加而快速增大并达到平衡;在溶液体系的pH为3至11的之间,ACTW对NO3-有较好的吸附效果。(2)ACTW吸附NO3-的动力学研究表明:ACTW去除NO3-的过程符合准二级动力学模型(R2>0.99),说明ACTW对NO3-的吸附过程为一种化学性的吸附。另外,ACTW吸附NO3-的吸附等温线研究表明:其吸附类型符合Langmuir吸附等温线,且得出的理论最大吸附量为136.43 mg/g。(3)ACTW吸附PO43-的静态吸附实验结果表明:随着ACTW的用量增加,对PO43-的吸附效率逐渐增大;ACTW在前20 min内的吸附容量迅速增加并在60 min达到吸附平衡;另外,随着溶液体系的浓度增加,ACTW对PO43-吸附容量也随之增大。当溶液体系的pH在3至10的范围之间时,ACTW对PO43-有较好的吸附效果。(4)ACTW对PO43-的吸附动力学研究表明:准二级动力学模型(R2>0.99)可以很好的描述ACTW吸附PO43-的过程,说明ACTW对其的吸附过程也是一种化学性的吸附。另外,ACTW对PO43-的吸附等温线研究表明:其吸附类型符合Langmuir吸附等温线,且得出的理论最大吸附量为98.72 mg/g。(5)茶渣改性前后及吸附前后的SEM、XRD、EDS、FTIR和XPS等表征分析表明,改性前后及吸附前后表面形态均发生了显著变化,同时表面官能团、元素、原子比例及结合能的变化,均证明了改性后有效官能团[—N+(CH2CH3)3CI-]的成功引入,大大提高了ACTW吸附NO3-和PO43-的效果。也表明了ACTW对硝酸盐氮和磷酸根的吸附不单单是简单的物理静电吸附,且硝酸根和磷酸根与CI-发生了离子交换。本文采用茶叶废弃物茶渣为原料,采用胺交联改性制备了改性茶渣吸附剂。其具有较好的吸附效果、无金属残留、低成本、操作简便且环境友好等特点,适用于不同氮磷污染程度的水体,具有较好的应用前景。