Raw and treated marble wastes reuse as low cost materials for phosphorus removal from aqueous solutions: Efficiencies and mechanisms

Phosphorus removal from synthetic solutions by raw and calcined powdered marble wastes (RPMW and CPMW) has been investigated in batch mode under different experimental conditions. The results showed that RPMW and CPMW have high removal efficiencies, especially in acidic media. The maximum phosphorus removal capacities were evaluated to 103.9 and 181.2 mg·g−1 at an initial pH and an aqueous concentration of 5 and 350 mg·L−1, respectively. Phosphorus removal by RPMW occurred mainly through adsorption. However, for CPMW, phosphorus was removed not only by adsorption, but also by precipitation as calcium phosphate complexes. Specific analyses using scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy confirmed that this precipitate is most probably hydroxyapatite. On the other hand, CPMW have demonstrated an important ability in removing phosphorus from highly concentrated dairy wastewater (C0,P = 1000 mg·L−1) since only one dosage of 10 g·L−1 was enough to ensure more than 97% of phosphorus removal.

RésuméL’élimination du phosphore à partir de solutions synthétiques par des déchets de marbre bruts (RPMW) et calcinés (CPMW) a été étudiée sous différentes conditions expérimentales en mode statique. Les résultats montrent que ces deux matériaux possèdent une grande capacité d’élimination des ions phosphate, spécialement en milieu acide. Pour une concentration initiale en phosphore de 350 mg·L−1 et un pH de 5, cette capacité d’élimination a été évaluée à 103,9 et 181,2 mg·g−1 pour les RPMW et CPMW, respectivement. L’élimination du phosphore se fait essentiellement par adsorption pour les RPMW et par adsorption et précipitation sous forme de phosphates de calcium pour les CPMW. En se basant sur des analyses spécifiques et approfondies, le précipité formé est probablement de l’hydroxyapatite. Par ailleurs, les CPMW ont réussi à éliminer plus de 97 % de phosphates contenus dans un effluent réel (C0,P = 1000 mg·L−1), avec une dose de 10 g·L−1 seulement.