鎂改性生物炭吸附水和畜禽養(yǎng)殖廢水中氮磷的研究

唐鑫磊，邢濤，夏金雨，周正偉

（1.常州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇常州 213164； 2.中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所，廣東廣州 510640； 3.蘇州市環(huán)境衛(wèi)生管理處，江蘇蘇州 215007）

我國(guó)集約化、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速、規(guī)模龐大，在保障民生的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量的畜禽養(yǎng)殖廢水，其水質(zhì)復(fù)雜，有機(jī)物、氮、磷等污染物濃度較高，是一種典型的高濃度有機(jī)廢水，若不妥善處置將污染水環(huán)境，威脅水生態(tài)系統(tǒng)和人類的健康〔1-2〕。

常見(jiàn)的畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)包括吸附、絮凝沉淀、生化處理、自然生態(tài)處理等，其中吸附法具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單靈活、操作維護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)可行、效率高、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)回收潛力大等優(yōu)點(diǎn)，是畜禽養(yǎng)殖廢水中一種常用的處理方法〔3-4〕。與其他常見(jiàn)的吸附材料相比，生物炭具有良好的孔隙結(jié)構(gòu)以及較高的穩(wěn)定性，且制備生物炭的原材料易于獲得，價(jià)格低廉，吸附氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素后可作為土壤改良劑或者農(nóng)用肥料直接使用，是一種非常有潛力、高效且經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的吸附材料〔5-6〕。生物炭表面通常呈負(fù)電，對(duì)陰離子污染物的吸附能力有限〔7〕。為了提高對(duì)水體中陰離子的吸附能力，通常使用金屬元素對(duì)生物炭進(jìn)行改性，以提高生物炭對(duì)陰離子污染物的吸附性能。植物生長(zhǎng)所需元素鎂是自然界中常見(jiàn)的金屬元素，吸附氮、磷后的鎂改性生物炭含有豐富的營(yíng)養(yǎng)元素，可作為一種土壤改良劑施入土壤，具有一定的環(huán)境效益〔8〕。

本實(shí)驗(yàn)采用鎂鹽作為改性劑，以松木生物炭為原料，制備鎂改性生物炭吸附材料，采用掃描電鏡-能譜儀（SEM-EDS）、X射線衍射儀（XRD）、傅里葉紅外變換光譜儀（FT-IR）和全自動(dòng)比表面及孔隙度分析儀（BET）等對(duì)制備的材料進(jìn)行表征，并研究其對(duì)模擬廢水和實(shí)際畜禽養(yǎng)殖廢水的吸附性能，以期為畜禽養(yǎng)殖廢水中污染物的去除以及廢棄松木資源化利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

氯化鎂、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、鹽酸、硫酸等藥劑購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，均為分析純；氯化銨，分析純，購(gòu)于江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司；磷酸二氫鉀，優(yōu)級(jí)純，購(gòu)于江蘇水華精細(xì)化學(xué)品有限公司。分別稱取一定質(zhì)量的KH2PO4和NH4Cl，配制不同濃度的磷酸鹽和氨氮模擬水樣。

松木生物炭為外購(gòu)，其中松木產(chǎn)自安徽省滁州市，熱解溫度為760 ℃。松木生物炭經(jīng)蒸餾水洗凈后于80 ℃下烘干，冷卻至室溫后進(jìn)行粉碎研磨，過(guò)直徑0.15 mm篩（100目篩）備用，記為BC。將BC分別加入到1.0、1.5、2.0、3.0、4.0 mol/L的MgCl2溶液中（固液比1∶20），在25 ℃下180 r/min恒溫振蕩6 h，使其充分混合。振蕩結(jié)束后取出置于80 ℃下烘干。烘干后將混合物轉(zhuǎn)移到剛玉方舟中，在管式爐中通入氮?dú)獗ＷC去除系統(tǒng)中的空氣，并以10 ℃/min的速率將溫度提升至600 ℃，保持1 h。待冷卻至室溫后進(jìn)行粉碎研磨，得到不同改性條件下的鎂改性松木生物炭。

畜禽養(yǎng)殖廢水取自廣東某養(yǎng)豬場(chǎng)，廢水pH為9.5，TP為620 mg/L，NH4+-N為5322 mg/L，COD為1.29×104mg/L。

1.2 材料表征

制備材料的形貌及元素組成采用SURPA55型掃描電鏡-能譜儀（德國(guó)蔡司）進(jìn)行觀察；物質(zhì)結(jié)構(gòu)的測(cè)定采用D/MAX2500型X射線衍射儀（日本理學(xué)公司）；特征官能團(tuán)和表面結(jié)構(gòu)分析分別采用IS50型傅里葉變換紅外光譜儀（美國(guó)賽默飛世爾）和麥克2460型全自動(dòng)比表面及孔隙度分析儀（美國(guó)麥克）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 改性劑濃度對(duì)生物炭吸附能力的影響

準(zhǔn)確稱取0.05 g不同濃度的MgCl2溶液浸漬制備的鎂改性生物炭，加入到40 mL初始質(zhì)量濃度均為200 mg/L的氨氮溶液或磷酸鹽溶液中。在25 ℃、180 r/min條件下振蕩24 h，經(jīng)0.22 μm濾膜（聚醚颯）過(guò)濾后，分析剩余氨氮和磷酸鹽的濃度并計(jì)算吸附量，根據(jù)吸附量得到最優(yōu)改性劑濃度，將此濃度條件下制備的鎂改性生物炭記為MgBC。

1.3.2 溶液pH對(duì)鎂改性生物炭吸附氮磷性能的影響

準(zhǔn)確稱取0.05 g的MgBC分別投加到40 mL不同溶液pH（3、5、7、9、11）的磷酸鹽或氨氮溶液中，溶液初始質(zhì)量濃度均為200 mg/L。在25 ℃、180 r/min的條件下靜態(tài)吸附24 h，過(guò)濾后分析剩余濃度并計(jì)算吸附量。

1.3.3 吸附動(dòng)力學(xué)曲線

準(zhǔn)確稱取0.05 g的MgBC置于50 mL錐形瓶中，加入初始質(zhì)量濃度均為200 mg/L的磷酸鹽或氨氮溶液，體積為40 mL。在25 ℃、180 r/min的條件下分別振蕩5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120、480、600、720、1440、2880 min后取出，過(guò)濾后分析并計(jì)算吸附量。吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)采用準(zhǔn)一級(jí)和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行擬合。

1.3.4 吸附等溫線

準(zhǔn)確稱取0.05 g的MgBC于一系列50 mL錐形瓶中，分別加入40 mL不同質(zhì)量濃度（10、20、30、40、50、60、80、100、120、160、200 mg/L）的磷酸鹽或氨氮溶液。在25 ℃、180 r/min的條件下靜態(tài)吸附24 h，過(guò)濾后測(cè)量平衡濃度并計(jì)算吸附量，使用Langmuir模型和Freundlich模型進(jìn)行分析。

1.3.5 畜禽養(yǎng)殖廢水污染物吸附實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取MgBC分別以0.25、0.5、1.25、2.5、5 g/L的投加量置于畜禽養(yǎng)殖廢水中。在25 ℃、180 r/min的條件下振蕩24 h后過(guò)濾，分析剩余氮、磷、COD，并計(jì)算去除率。

1.4 分析方法

氮、磷、COD分別采用納氏試劑分光光度法、鉬銻抗分光光度法、重鉻酸鉀法進(jìn)行測(cè)量分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 改性劑濃度對(duì)生物炭改性效果的影響

MgCl2濃度對(duì)鎂改性生物炭吸附氮和磷的影響見(jiàn)圖1。

圖1 MgCl2濃度對(duì)鎂改性生物炭吸附氮和磷的影響Fig. 1 Influence of MgCl2 on the adsorption of nitrogen and phosphorus by modified biochar

由圖1可知，在未改性處理的情況下，BC對(duì)氮和磷的吸附效果較差，分別僅有4.17 mg/g和0.5 mg/g。使用鎂鹽改性后，改性生物炭對(duì)氨氮和磷酸鹽的吸附量均顯著提升，且隨鎂鹽濃度的增加，所制備的鎂改性生物炭對(duì)模擬廢水中磷酸鹽和氨氮的吸附量均呈先增大后減小的趨勢(shì)。當(dāng)MgCl2濃度為2.0 mol/L時(shí)，對(duì)溶液中磷酸鹽的吸附效果最佳，此時(shí)吸附量為64.59 mg/g，對(duì)氨氮的吸附量則為18.01 mg/g。繼續(xù)增大鎂鹽濃度后，改性生物炭對(duì)磷酸鹽的吸附量明顯減少，對(duì)氨氮的吸附量則僅增加了0.52 mg/g。因此，選擇2.0 mol/L MgCl2溶液作為松木生物炭的改性劑，記為MgBC。

2.2 MgBC表征分析

2.2.1 掃描電鏡-能譜分析（SEM-EDS）

改性前后BC和MgBC的表面形貌及元素組成見(jiàn)圖2。

圖2 BC和MgBC的SEM、EDSFig.2 SEM，EDS images of BC and MgBC

由圖2（a）、圖2（b）可知，改性前BC表面整體結(jié)構(gòu)坍塌，有明顯的孔隙結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)鎂鹽浸漬改性后，MgBC表面部分孔洞消失，比較粗糙，且表面及內(nèi)部均勻附著有白色顆粒狀物質(zhì)，這可能是由于改性過(guò)程中Mg元素形成沉淀負(fù)載在表面造成的；由圖2（c）、圖2（d）可知，通過(guò)改性前后松木生物炭材料的EDS半定量分析發(fā)現(xiàn)BC的主要成分是C、O、K以及少量Cl元素，而改性后的MgBC中K、O、Cl元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，Mg及C元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯增大，表明經(jīng)過(guò)浸漬改性后松木生物炭表面負(fù)載了含Mg的基團(tuán)。

2.2.2 X射線衍射儀分析（XRD）

改性前后松木生物炭材料的XRD見(jiàn)圖3。

圖3 改性前后生物炭材料的XRDFig. 3 XRD of BC and MgBC

由圖3可知，BC在2θ分別為21°、26°、50°處出現(xiàn)了細(xì)高的衍射峰，說(shuō)明BC表面含有的主要礦物質(zhì)為SiO2；經(jīng)過(guò)改性后，MgBC在2θ分別為36°、43°、62°處出現(xiàn)了幾處新的尖銳衍射峰，衍射峰越高越尖銳說(shuō)明其結(jié)晶程度越高。經(jīng)對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)PDF卡片，該結(jié)晶度高的化合物以MgO的形式存在，表明經(jīng)浸漬改性后，結(jié)晶度高且晶型完整的MgO成功負(fù)載到BC表面。MgO在水溶液中易發(fā)生羥基化反應(yīng)，并且在不同溶液pH下呈現(xiàn)出不同的電荷特性，當(dāng)溶液pH<12時(shí)，MgO顯正電荷（零點(diǎn)電荷為12），能夠與顯負(fù)電荷的陰離子吸附質(zhì)（磷酸鹽）產(chǎn)生靜電作用并形成單核或多核的復(fù)合物〔9〕，達(dá)到去除水體中磷酸鹽的效果，同時(shí)MgBC表面MgO會(huì)產(chǎn)生Mg2+與NH4+發(fā)生離子交換〔10〕，因此提升了MgBC對(duì)溶液中氮、磷的吸附效果。

2.2.3 傅里葉變換紅外光譜分析（FT-IR）

改性前后松木生物炭材料的FT-IR見(jiàn)圖4。

圖4 改性前后松木生物炭的FT-IR光譜Fig. 4 FT-IR of BC and MgBC

由圖4可知，BC和MgBC的FT-IR在3449 cm-1和1400 cm-1附近均出現(xiàn)特征峰，主要是由O—H伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的〔11〕，而1541 cm-1附近特征峰是由C= = C伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的，說(shuō)明改性前后的生物炭中均存在芳香骨架〔12〕。與BC相比，MgBC在419 cm-1處出現(xiàn)新的特征峰，此處對(duì)應(yīng)的特征峰應(yīng)該歸屬于Mg—O鍵和O—Mg—O鍵的伸縮振動(dòng)〔13〕，這表明Mg已經(jīng)以氧化物的形式成功負(fù)載在松木生物炭上，與XRD分析結(jié)果一致。

2.2.4 比表面積和孔徑分布分析（BET）

對(duì)MgBC進(jìn)行BET分析，結(jié)果見(jiàn)圖5、表1。

表1 MgBC的表面結(jié)構(gòu)特征Table 1 The surface structural characteristics of the MgBC

圖5 MgBC的N2吸附脫附曲線Fig. 5 N2 adsorption-desorption curve of MgBC

由圖5可知，MgBC的吸附脫附曲線呈現(xiàn)I型等溫線，說(shuō)明MgBC的吸附過(guò)程具有微孔填充現(xiàn)象。結(jié)合表1可以看出，經(jīng)MgCl2改性處理后，松木生物炭的比表面積和孔容均明顯增大，比表面積從1.39 m2/g增加至388.26 m2/g，孔容從0.0040 cm3/g增加至0.1759 cm3/g，而平均孔徑則是從11.47 nm減小至1.81 nm，說(shuō)明Mg負(fù)載于BC的過(guò)程中由于化學(xué)改性侵蝕了BC表面，清除了BC表面孔隙中的堵塞物，使得BC表面的粗糙度增加并且出現(xiàn)了新的孔隙，導(dǎo)致MgBC表面活性增強(qiáng)，從而使MgBC對(duì)氮、磷的吸附能力顯著提升。

2.3 MgBC對(duì)模擬廢水中氮和磷的吸附效能

2.3.1 溶液pH的影響

考察溶液pH對(duì)MgBC吸附磷酸鹽和氨氮的影響，結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 溶液pH對(duì)MgBC吸附磷酸鹽和氨氮性能的影響Fig. 6 Effect of solution pH on nitrogen and phosphorus adsorption by MgBC

由圖6可知，隨著溶液pH的升高，MgBC對(duì)磷酸鹽的吸附呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)。這可能是由于在酸性條件下，H3PO4是溶液中磷的主要存在形式，其難以被MgBC表面具有正電性的吸附點(diǎn)位所吸附〔14〕；而在堿性條件下，溶液中的OH-會(huì)與PO43-爭(zhēng)奪吸附點(diǎn)位，同樣導(dǎo)致MgBC對(duì)磷酸鹽的吸附量下降。當(dāng)溶液pH在中性附近時(shí)，H2PO4-和HPO42-是磷的主要存在形式，它們?nèi)菀着cMgBC表面正電荷之間產(chǎn)生靜電力〔15〕，此時(shí)MgBC對(duì)磷酸鹽的吸附效果最好，吸附量為62.5 mg/g。

隨著溶液pH的升高，MgBC對(duì)氨氮的吸附也呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢(shì)，但與MgBC對(duì)磷酸鹽的吸附相比，變化趨勢(shì)相對(duì)平緩。MgBC對(duì)氨氮的最大吸附量出現(xiàn)在pH為9時(shí)，此時(shí)吸附量為19.33 mg/g。pH繼續(xù)增大至11時(shí)，吸附量迅速降低至10.43 mg/g。這可能是因?yàn)楫?dāng)pH<9時(shí)，氨氮的主要存在形式是NH4+；隨著溶液pH的升高，溶液中一部分NH4+轉(zhuǎn)化為游離氨（NH3）的形式〔16〕，導(dǎo)致能夠被MgBC吸附的離子態(tài)NH4+減少，吸附量下降〔17-18〕。雖然MgBC表面的正電荷不利于氨氮的吸附，但是當(dāng)溶液pH為7～9時(shí)，MgBC對(duì)氨氮的吸附量范圍為（10.43±1.67）～（19.33±1.88） mg/g，仍然遠(yuǎn)高于BC對(duì)氨氮的吸附量（0.5 mg/g）。

2.3.2 吸附動(dòng)力學(xué)

MgBC對(duì)溶液中氨氮和磷酸鹽的吸附量隨反應(yīng)時(shí)間的變化見(jiàn)圖7。

圖7 MgBC吸附氮、磷擬合吸附動(dòng)力學(xué)模型Fig.7 Nitrogen and phosphorus adsorption by the MgBC and the adsorption data fitted by the kinetic models

由圖7可知，在前120 min，MgBC對(duì)兩者的吸附量隨反應(yīng)時(shí)間增加而快速上升，其中，MgBC對(duì)磷酸鹽的吸附速率要大于對(duì)氨氮的吸附速率，這主要是由于MgBC表面帶正電的MgO能夠與溶液中的磷酸鹽產(chǎn)生靜電吸引〔19〕，因此能夠快速吸附模擬廢水中的磷酸鹽。120 min后，隨著MgBC表面的吸附點(diǎn)位逐漸被占據(jù)，反應(yīng)速率逐漸減緩。720 min后，吸附量無(wú)明顯變化，呈現(xiàn)近平衡狀態(tài)。結(jié)合準(zhǔn)一級(jí)和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)兩種吸附質(zhì)的吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 MgBC的吸附動(dòng)力學(xué)模型擬合參數(shù)Table 2 Kinetic constants of nitrogen and phosphorus adsorption by MgBC

由表2可知，MgBC溶液中磷酸鹽和氨氮的吸附過(guò)程均是對(duì)準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合的相關(guān)系數(shù)較高，說(shuō)明MgBC吸附磷酸鹽和氨氮的過(guò)程不是由單一外部因素控制，而是多種吸附機(jī)制共同作用的結(jié)果，如表面吸附和顆粒內(nèi)部擴(kuò)散等〔20〕。

2.3.3 吸附等溫線

當(dāng)溶液中磷酸鹽和氨氮的初始濃度增加時(shí)，MgBC的吸附效果顯著增強(qiáng)。分別采用Langmuir模型以及Freundlich模型對(duì)兩種吸附質(zhì)的吸附等溫線數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，擬合結(jié)果見(jiàn)圖8、表3。

表3 MgBC的吸附等溫線模型擬合參數(shù)Table 3 Adsorption isotherm constants of nitrogen and phosphorus adsorption by MgBC

圖8 MgBC吸附氮、磷擬合吸附等溫線Fig.8 Adsorption isotherms of nitrogen and phosphorus by MgBC

由圖8可知，MgBC對(duì)氮、磷的吸附等溫線采用Langmuir模型進(jìn)行擬合的相關(guān)系數(shù)R2均高于Freundlich模型。因此MgBC對(duì)溶液中氮、磷的吸附機(jī)理更適合Langmuir模型，說(shuō)明了單分子層吸附在MgBC對(duì)氮、磷的吸附過(guò)程中占主導(dǎo)地位，且MgBC表面吸附點(diǎn)位的分布區(qū)域均勻〔21-22〕。結(jié)合表3可知，F(xiàn)reundlich常數(shù)1/n處于0～1之間，說(shuō)明吸附反應(yīng)容易進(jìn)行。Langmiur模型擬合出改性生物炭對(duì)氨氮和磷酸鹽的飽和吸附量分別為24.70 mg/g和97.52 mg/g，有較好的吸附能力〔23-25〕。

2.4 MgBC對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中主要污染物的吸附效能

考察不同pH條件下MgBC對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中污染物的去除效果，結(jié)果見(jiàn)圖9。

圖9 pH對(duì)MgBC處理畜禽養(yǎng)殖廢水中污染物的影響Fig. 9 Effect of pH on the treatment of pollutants in livestock and poultry breeding wastewater by MgBC

由圖9可知，采用MgBC處理畜禽養(yǎng)殖廢水時(shí)，溶液pH對(duì)污染物去除效果有著顯著影響。在MgBC投加量為0.5 g/L的條件下，pH從5升至7時(shí)，MgBC對(duì)總磷、氨氮、COD的去除率分別從11.29%、5.57%、12.50%提升至21.50%、6.31%、17.64%。隨著pH的繼續(xù)增大，MgBC對(duì)總磷、氨氮、COD的去除率降低為17.89%、4.81%%、14.38%。可以看出，pH對(duì)MgBC吸附去除畜禽養(yǎng)殖廢水中總磷和COD的效果影響較大，對(duì)氨氮的去除效果影響較小，在中性條件下MgBC對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中3種污染物的去除效果最好，與處理模擬廢水時(shí)的結(jié)果類似。

考察MgBC投加量對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中污染物去除效果的影響，結(jié)果見(jiàn)圖10。

圖10 MgBC投加量對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中污染物的去除效果Fig. 10 Effect of MgBC dosage on the removal of pollutants from livestock and poultry breeding wastewater

由圖10可知，在中性條件下，隨著MgBC投加量的增加，MgBC對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中主要污染物的去除率都有不同程度的提升，對(duì)總磷去除的提升效果最為明顯。當(dāng)MgBC投加量為5 g/L時(shí)，畜禽養(yǎng)殖廢水中的總磷去除效果最明顯，達(dá)到了74.82%，此時(shí)MgBC對(duì)氨氮和COD的去除率分別為10.04%和37.91%。并且可以看出，MgBC在實(shí)際廢水中對(duì)氮、磷的吸附性能遠(yuǎn)高于單獨(dú)在氨氮和磷酸鹽模擬廢水中的吸附性能，這可能是由于在模擬廢水中，MgBC主要是通過(guò)其表面上負(fù)載的鎂氧化物與磷酸根之間的靜電作用進(jìn)行吸附。然而在實(shí)際畜禽養(yǎng)殖廢水中，除靜電吸附外，MgBC更容易通過(guò)形成MgNH4PO4·6H2O（鳥糞石）在表面沉積，因此可以同時(shí)對(duì)氮和磷有更好的吸附效果〔26〕。生物炭對(duì)COD的吸附過(guò)程主要有表面官能團(tuán)吸附、靜電作用、分配作用等機(jī)制為主，并且受材料比表面積影響〔27〕，MgBC由于比表面積的增大和表面吸附點(diǎn)位的增加，因此對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水中COD的去除效果顯著提升。

筆者將本研究中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其他文獻(xiàn)報(bào)道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 MgBC與其他吸附劑材料對(duì)比Table 4 Comparison of capacity between MgBC with other adsorbent materials

由表4可知，MgBC對(duì)氨氮、總磷和COD吸附去除效果與近年其他學(xué)者研究的吸附劑相比具有一定的優(yōu)勢(shì)。此外，由于原材料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉，并且吸附污水中的營(yíng)養(yǎng)元素后，可以作為土壤改良劑或者農(nóng)用肥料，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，鎂改性松木生物炭在廢水脫氮除磷方面的應(yīng)用具有很大的潛力。

3 結(jié)論

1）溶液pH對(duì)MgBC的吸附量有較大的影響。在中性條件下，MgBC對(duì)模擬廢水中磷酸鹽和氨氮均有良好的吸附性能。對(duì)磷酸鹽和氨氮的吸附量分別為62.5 mg/g和19.33 mg/g。

2）吸附熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MgBC對(duì)磷酸鹽和氨氮的吸附為單分子層吸附。吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，是由多種吸附過(guò)程控制的，是物理吸附和化學(xué)吸附共同作用的結(jié)果。

3）MgBC對(duì)實(shí)際畜禽養(yǎng)殖廢水中氮、磷的去除效果顯著。在MgBC投加量為5 g/L的條件下，對(duì)磷酸鹽、氨氮、COD的去除率分別為74.82%、10.04%、37.91%。因此，鎂改性松木生物炭在畜禽養(yǎng)殖廢水脫氮除磷方面的應(yīng)用具有良好的潛力。