烟束曲霉菌丝球对Cr(Ⅵ)的去除—还原与吸附作用

采用投加烟束曲霉(Aspergillusfumisynnematus)菌丝球的方法去除含铬废水中的Cr(VI),通过研究模拟含铬废水中Cr(VI)与总Cr浓度及pH值的变化规律来确定烟束曲霉菌丝球对Cr(VI)的去除作用.结果表明,烟束曲霉菌丝球对Cr(VI)的去除作用包括还原与吸附,以还原作用为主,兼有一定程度的吸附.适宜条件(30℃,150r.min-1,pH=1.30,投加量10.0g)下菌丝球能在48h内将100mL浓度为10～200mg·L-1Cr(VI)溶液中的Cr(VI)全部去除,其中对总Cr的吸附率为30%～50%,对Cr(VI)的还原率则达到了99%以上,吸附平衡后解吸出来的Cr的形态95%以上为Cr(III).考察了溶液初始pH值、Cr(VI)初始浓度、菌丝球投加量及温度对菌丝球去除Cr(VI)作用的影响.结果表明,菌丝球只有在低pH值时才能达到对Cr(VI)较好的去除效果.溶液初始pH值及Cr(VI)初始浓度的降低、菌丝球投加量及温度的升高均能提高菌丝球对Cr(VI)的去除率,溶液初始pH值的降低及菌丝球投加量的增加均可提高菌丝球对总Cr的吸附率,温度则主要通过改变菌丝球的结构形态来影响菌丝球对总Cr的吸附作用.菌丝球对Cr(VI)及Cr(III)均存在吸附作用,吸附在菌丝球上的Cr(VI)在酸性环境下易被还原成Cr(III).     

茶树菇废菌体对水中Cr(Ⅵ)吸附的响应面优化及机理研究

采用响应面优化(Box-Behnkendesign,BBD)法对茶树菇废菌体吸附水中Cr(Ⅵ)的过程进行了优化,并设定pH值、Cr(Ⅵ)初始浓度、反应时间、摇床转速和吸附剂用量为5个影响因子,Cr(Ⅵ)吸附率为响应值,对吸附过程的热力学特征及吸附机理进行了研究.结果表明,对废菌体吸附Cr(Ⅵ)有显著影响的因素是pH值、Cr(Ⅵ)初始浓度和吸附剂用量;废菌体对Cr(Ⅵ)吸附的最佳条件为pH=1.19,Cr(Ⅵ)初始浓度为148.58mg·mL-1,反应时间为89.02min,摇床转速为180.12r·min-1,吸附剂用量为10.90g·L-1,在此条件下,实测Cr(Ⅵ)的吸附率达96%以上.用Langmuir、Freundlich及Dubinin-Raduskevich吸附等温模型对吸附过程进行拟合发现,Langmuir模型可以很好地反映茶树菇废菌体对Cr(Ⅵ)的吸附特性,在298K时最大吸附量为46.95mg·g-1.对表观热力学参数ΔG、ΔS及ΔH的计算表明,废菌体对Cr(Ⅵ)吸附为吸热的自发过程,并且吸附过程增加了体系的混乱度.最后结合FTIR图对吸附机理进行了探讨,结果表明,废菌体对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附效果,可用于处理含铬废水,达到以废治废的目的.     

YSQ-2活菌体及死菌体对溶液中Cr(Ⅵ)的去除过程及机理解析

分别考察了YSQ-2菌丝球活体、菌丝球死菌体及死菌体粉末3种菌体对溶液中Cr(Ⅵ)的去除过程。实验结果表明3种YSQ-2菌体均能在48 h内完全去除溶液中的Cr(Ⅵ),对Cr(Ⅵ)的去除效率排序为:死菌体粉末菌丝球死菌体菌丝球活体;3种YSQ-2菌体均能有效吸附溶液中的Cr,对Cr的吸附效果排序为:菌丝球活体菌丝球死菌体死菌体粉末,48 h后的平衡吸附率分别为32.2%、23.0%和11.4%。对解吸实验表明3种菌体所吸附的Cr的形态均为Cr(Ⅲ)。菌体对Cr的吸附效率与溶液中的Cr(Ⅵ)浓度有密切关联,在其他条件不变的情况下,溶液中Cr(Ⅵ)浓度越高,菌体对Cr的吸附效果会相对越好。     

化学预处理对微塑料Pb吸附潜力的影响及机理研究

污水和污泥是土壤等生态环境中微塑料的重要来源,受到人们的广泛关注.由于污水和污泥中含有大量的有机质,化学预处理通常被用于提高其中微塑料的提取及分析效率,然而至今关于化学预处理对微塑料的吸附潜力及表面理化特性的影响研究较少.本研究探讨了5种预处理条件,即1 mol·L~(-1) HCl、1 mol·L~(-1) HNO_3、30%H_2O_2、1 mol·L~(-1) NaOH和5 mol·L~(-1) NaOH,对6种微塑料类型(PA、PE、PP、PS、PET和PMMA)Pb吸附潜力的影响,同时通过微塑料表面理化特性的分析,探讨了预处理影响微塑料Pb吸附的机理.结果表明6种微塑料对Pb吸附等温式符合Langmuir模型,Pb吸附能力大小顺序分别为:PAPMMAPETPEPPPS,最大吸附量分别为2922.9、699.3、584.8、549.5、510.2和277.8μg·g~(-1).与此同时,不同预处理条件对微塑料Pb吸附特性的影响不同,总体而言,碱预处理会导致微塑料Pb吸附量增加,且随着碱处理浓度的增加而增加,而酸预处理会引起Pb吸附量减小,其中硝酸预处理作用更加显著.进一步分析预处理前后微塑料质量、尺寸、表面官能团及表面形态等的变化情况,发现碱预处理对微塑料的腐蚀作用最大,其次为硝酸预处理组,最后为盐酸和过氧化氢预处理组.此外,与玻璃型(如PS)微塑料相比,预处理对橡胶型微塑料(如PE)的影响更大.     

二硫代羧基化小麦秸秆对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能及机理

选取小麦秸秆(WS)为原材料,采用化学合成法向WS上引入了二硫代羧基,制备了一种新型重金属吸附剂二硫代羧基化小麦秸秆(DTWS),考察了DTWS投加量、振荡速率、pH值、吸附温度以及Cr(Ⅵ)初始浓度等对DTWS吸附Cr(Ⅵ)性能的影响,并通过吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学、FTIR、SEM-EDS等方法探究了DTWS对Cr(Ⅵ)的吸附机制.结果表明,在振荡速率为200 r·min^-1、吸附温度为30℃时,DTWS对Cr(Ⅵ)初始浓度为25 mg·L^-1、pH值为6.0的含Cr(Ⅵ)水样吸附效果最好,最高去除率可达99.12%.DTWS对Cr(Ⅵ)的吸附更加符合准二级动力学方程和Langmuir模型,且DTWS对Cr(Ⅵ)的整个吸附过程是一个自发的放热过程.DTWS对Cr(Ⅵ)的吸附过程中主要发生了静电吸附、物理吸附以及包括氧化还原反应、配位反应在内的化学吸附,其中小麦秸秆中引入的二硫代羧基发挥了很大的作用.     

酵母融合菌对Cr的吸附性能及机理分析

研究了酵母融合菌R32对Cr的吸附性能及机理.结果表明,该菌对Cr(Ⅵ)有着很好的吸附效果,最佳吸附条件为pH≤3,投菌量为l0g/L(含水率(78±2)%),吸附温度30～35℃,Cr(Ⅵ)的初始浓度≤20mg/L.当Cr(Ⅵ)的初始浓度为10mg/L时,总铬及Cr(Ⅵ)的去除率达93.7%和96.5%,总铬的残留浓...     

预处理对尿液长期存储过程的影响及机理分析

针对尿液盐度高、成分复杂,存储过程中性质易变等问题,以有机与无机物质的变化特征为考察对象,研究浓H₂SO₄、陶瓷膜和活性炭等预处理对尿液存储过程中性质变化的影响,并分析其转化机理.结果表明,尿液性质变化的主要反应是尿素分解及其引发的无机共沉淀现象,且随着氨氮浓度由1365升高至2755mg/L,沉淀逐渐由磷酸盐向鸟粪石转变.浓H₂SO₄预处理通过抑制尿素分解实现尿液性质稳定,而陶瓷膜处理和活性炭吸附促进尿素分解,且活性炭可有效吸附氮元素.同时,荧光光谱的研究发现尿液存储过程中DOM（溶解性有机物）组分也发生了显著变化：浓H₂SO₄预处理组中E₂₈₀/E₄₇₂、A_275~295、E₂₅₄/E₃₆₅、E₃₀₀/E₄₀₀的升高表明DOM中疏水性及小分子有机物浓度增加,而UV₂₅₄、A_350~400的降低也印证了芳香性有机物含量的降低.陶瓷膜与活性炭可去除有机物,但陶瓷膜对尿素的去除效率高于其他有机组分,而活性炭对芳香性有机物的去除比例最高.本文系统阐明了尿液存储中性质变化过程与机制,并论证了不同预处理的影响,为尿液源分离处理提供有效的参考.     

绿色合成纳米铁镍去除水中Cr（VI）的动力学及机理

利用桉树叶提取液制备铁镍纳米颗粒（Fe/Ni NPs）,并将其用于去除水中六价铬（Cr（VI））.扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱（SEM-EDS）分析表明Fe/Ni NPs与Cr（VI）之间发生了相互作用,但反应前后Ni的含量几乎没有变化. X射线光电子能谱（XPS）则表明反应后材料表面存在三价铬（Cr（Ⅲ））.循环伏安曲线证明Fe NPs与Cr（VI）反应有还原峰出现,Ni的掺杂加速了吸附剂与吸附质间的电子转移.吸附动力学模型拟合结果表明,Fe/Ni NPs吸附Cr（VI）的过程符合准二级动力学模型,说明吸附过程主要是化学控制的.Weber-Morris粒子内扩散模型 拟合结果表明,反应速度由液膜扩散和内扩散共同控制.还原动力学很好地符合准一级动力学过程.反应活化能E_a为41.137 kJ·mol^-1,表明 Fe/Ni NPs对Cr（VI）的吸附和催化还原过程主要由化学反应控制.     

玉米秸秆对Cr(Ⅵ)的生物吸附及热力学特征研究

以玉米秸秆粉为吸附剂,通过批实验讨论了玉米秸秆粉对Cr(Ⅵ)的去除率、体系初始pH值、吸附剂用量和温度等对水溶液中Cr(Ⅵ)吸附的影响,并讨论了Cr的化学形态变化和吸附过程的热力学特征.结果表明,向50mL浓度为50mg·L-1的Cr(Ⅵ)溶液中加入0.5g玉米秸秆粉,于25℃、200r·min-1、pH1.0的条件下恒温震荡3h,玉米秸秆粉对溶液中Cr(Ⅵ)的去除率达97.77%,吸附过程伴随着氧化还原反应的发生.随着体系温度的升高,玉米秸秆粉对Cr(Ⅵ)的吸附量增加.用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevick模型对吸附等温线进行拟合,发现Langmuir模型能更好地反映吸附过程特征,在298K时最大吸附量为14.46mg·g-1.对吸附热力学参数ΔG0、ΔH0和ΔS0的计算表明,吸附过程是吸热的自发过程.最后结合FTIR和SEM谱图,对吸附机理进行了探讨.研究发现,玉米秸秆粉对Cr(Ⅵ)同时存在吸附和还原能力,玉米秸秆粉是具有吸附污水中铬能力和潜在利用价值的生物质吸附剂.     

MIEX~预处理对水源水中藻源DON的去除效能及机理

利用小试试验研究了磁性离子交换树脂预处理(MIEX~)对高藻水源水中的溶解性有机氮(DON)的去除效能,并通过分子量分布测定、双向电泳等手段初步分析了其作用机理.结果表明,MIEX~预处理对DON具有较好地去除效果,并可有效强化混凝工艺的处理效能.投加量为15m L/L时,MIEX~预处理可提升DON去除率20%;以铜绿微囊藻为主要种属的高藻水源水中藻类蛋白种类不低于230种,且大多数处于酸性端,分子量区间主要分布于15~40Ku、65~75Ku,处于MIEX~预处理可去除的分子量区间,从而具有较好的去除效果.综上所述,MIEX~预处理可以作为强化去除高藻水源水中DON的一种方法.     

Comparison of four supports for adsorption of reactive dyes by immobilized beads

Four materials, sodium carboxymethylcellulose （Na-CMC）, sodium alginate （SA）, polyvinyl alcohol （PVA）, and chitosan （CTS）, were prepared as supports for entrapping fungus Aspergillusfumigatus. The adsorption of synthetic dyes, Reactive Brilliant Blue KN- R, and Reactive Brilliant Red K-2BP, by these immobilized gel beads and plain gel beads was evaluated. The adsorption efficiencies of Reactive Brilliant Red K-2BP and Reactive Brilliant Blue KN-R by CTS immobilized beads were 89.1% and 93.5% in 12 h, respectively. The adsorption efficiency by Na-CMC immobilized beads was slightly lower than that of mycelial pellets. But the dye culture mediums were almost completely decolorized in 48 h using the above-mentioned two immobilized beads （exceeding 95%）. The adsorption efficiency by SA immobilized beads exceeded 92% in 48 h. PVA-SA immobilized beads showed the lowest adsorption efficiency, which was 79.8% for Reactive Brilliant Red K-2BP and 92.5% for Reactive Brilliant Blue KN-R in 48 h. Comparing the adsorption efficiency by plain gel beads, Na-CMC plain gel beads ranked next to CTS ones. SA and PVA-SA plain gel beads hardly had the ability of adsorbing dyes. Subsequently, the growth of mycelia in Na-CMC and SA immobilized beads were evaluated. The biomass increased continuously in 72 h. The adsorption capacity of Reactive Brilliant Red K-2BP and Reactive Brilliant Blue KN-R by Na-CMC immobilized beads was 78.0 and 86.7 mg/g, respectively. The SEM micrographs show that the surface structure of Na-CMC immobilized bead is loose and finely porous, which facilitates diffusion of the dyes.     

活性炭纤维预处理方法对甲苯吸附性能的影响

研究了不同预处理方法下活性炭纤维对甲苯的等温吸附,以评价预处理方法对其吸附性能产生的影响,结果表明:经(1 9)HCl处理的ACF及蒸馏水蒸煮处理过的ACF与未处理的ACF相比,对甲苯的吸附性能有十分显著的提高;处理后的ACF在35℃时的甲苯吸附量仍明显高于未经处理的ACF在25℃下的甲苯吸附量.     

水葫芦气囊预处理黄姜皂素废水的研究

研究利用水葫芦的气囊对皂素生产废水进行预处理的效果,通过对比试验,结果表明：干燥的水葫芦气囊在吸附处理综合皂素废水后COD降低率为20%.经水葫芦预处理吸附后皂素废水可生化性提高,厌氧反应产气速率提高1.5倍左右.经过吸附处理后的水葫芦自身的产气效率也有所提高.     

矿物质组分对低品质生物质热解过程的影响

通过酸洗脱除低品质生物质(鸡粪与猪粪)中的矿物质组分,并使用热重分析仪对酸洗前后样品的热解行为进行了研究.结果表明,由于两种农林废物的有机组成和矿物质含量不同,导致其热解行为差异较大.鸡粪中含有大量的CaCO3,其在高温下分解放出CO2,并与鸡粪半焦中的碳发生气化反应.酸洗不但改变了禽畜粪便中矿物质的含量,而且改变了该废物中的有机组成,导致酸洗后样品热解行为的改变.运用一级反应动力学模型求取了热解动力学参数,发现模型的拟合度较好,酸洗后鸡粪的热解活化能较原样降低,而猪粪则相反.     

生活污水再生回用试验研究

分散式生活污水处理与回用可以大大提高水资源的利用效率,本试验设计的一套新的污水处理系统,利用生物质吸附塔和人工湿地相结合的方法处理生活污水,对生活污水有着很好的处理效果,出水水质稳定,并且各指标均达到了城市杂用水的水质标准,在整个污水处理过程中无二次污染,做到了清洁生产。     

生物质再燃脱硝及其同相还原反应特性

利用固定床反应器研究了稻壳、木屑和玉米秸3种生物质在不同工况〔再燃温度、φ(O₂)〕下的再燃脱硝效率,同时考察了再燃区出口处CO、H₂、碳氢类物质(主要是CH₄)、HCN和NH₃的体积分数随工况的变化规律. 结果表明:生物质类型对再燃脱硝效率有很大影响,木屑再燃脱硝效率最大值达57.0%±2.1%,高于稻壳(50.0%±1.5%)和玉米秸(51.0%±1.1%). 在再燃过程中,生物质产生的热解气能够增强还原性气氛,从而提高再燃脱硝效率,当烟气中φ(O₂)为0%～1%时,再燃脱硝效率较高. 在还原性气氛(800～1 200 ℃)下,3种生物质再燃脱硝效率差异主要来自生物质不同热解气与NO的同相反应. 其中,碳氢类物质对NO的还原起到了关键作用,而CO和H₂所起作用并不大,φ(HCN)与φ(NH₃)之和反映了气相中NO向N₂的转化趋势. 因此,深入了解生物质热解气对其再燃脱硝效率的影响机制有益于燃料再燃脱硝效率的提高.      

生物质降解人体排泄物试验研究

采用S-15型生物反应器为试验装置,以生物质秸秆作为反应基质,研究了反应基质营养元素含量变化和人体粪便的减量化过程。试验过程中检测了总氮、总磷、总钾、有机质和pH值等指标,着重分析了总有机质和氮含量变化。试验结果表明生物质秸秆处理人体排泄物具有很好的减量化效果,粪便处理效率97%。终产物中有机质总量70%,pH值9.1,TN、TP、TK含量分别为2.5%、1.22%和3.07%,养分含量明显增加,是一种很好的有机肥。利用生物质降解人体排泄物充分实现了废物的资源化,具有良好的推广前景。     

生物质发电项目碳排放计算方法应用研究

生物质发电是将废弃生物质变成可再生能源得以充分利用,这些工程将减少来自于生物质自然腐烂和无控燃烧产生的温室效应,这不仅节约了煤炭的同时也减少了二氧化碳的排放。本文中以某生物质项目发电为例,根据CDM方法学ACM0006计算了该项目的减排量。结果表明,该项目10年间共减少了二氧化碳排放量2,075,140 t,给我国带来了可观的经济效益和环境效益。