酸性矿山废水（AMD）由于含有高毒性重金属和高浓度硫酸盐使其治理尤为困难。生物炭近年来在AMD修复领域受到越来越多的关注。但由于生物炭密度比水轻，其应用过程中可能会存在固液分离困难的问题，从而影响其稳定性和应用效果。为解决上述问题，本研究以典型工业固体废物酒糟为原材料制备生物炭，采用凝胶包埋法将酒糟生物炭稳定于海藻酸钙微球中，制备成海藻酸钙-酒糟生物炭复合材料（CA-MDB），并用于同时去除AMD中的SO₄^2-和Fe³⁺。通过采用不同吸附模型，结合现代分析技术手段，探究了CA-MDB对AMD中SO₄^2-和Fe³⁺的吸附行为及机理。

图1 图形摘要

研究结果表明：

（1）CA-MDB600对SO₄^2-和Fe³⁺均具有良好的吸附效果，最大吸附量分别为10.16和36.54 mg/g。

（2）通过FTIR、XRD和XPS等表征技术手段，结合位点能量分布理论研究表明，CA-MDB600对SO₄^2-的去除机理主要是静电吸引和表面沉淀，而去除Fe³⁺的主要机理是离子交换、沉淀和络合作用。

（3）CA-MDB600具有良好的循环再生性能，可作为一种高效吸附剂应用于AMD中SO₄^2-和Fe³⁺的同时去除，实现了“以废治废”的目的。

本研究为固体废物酒糟的资源化利用和AMD中SO₄^2-和Fe³⁺的修复治理提供了一条新的途径。

图2 CA-MDB600对SO₄^2-和Fe³⁺的吸附机理图

研究成果以“Revealing the role of calcium alginate-biochar composite for simultaneous removing SO₄^2- and Fe³⁺ in AMD: Adsorption mechanisms and application effects”为题发表于环境领域Top期刊Environmental Pollution（IF=9.988）。2020级硕士研究生李瑞为第一作者，王兵教授为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2019YFC1805301）、国家自然科学基金（41977297）和贵州省科技厅重点项目（ZK（2022）016）等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.121702