竹炭固定化微生物处理低浓度含酚废水的初步研究

以苯酚模拟废水为研究对象,采用苯酚驯化后的优势菌群,利用竹炭作为载体,用竹炭固定化微生物处理含酚废水。探讨了投菌量、竹炭用量、水力停留时间(HRT)、污水酚含量等对处理苯酚废水的影响程度。实验表明在苯酚浓度为40mg/L低浓度废水,在投菌量为100mL/10g竹炭,竹炭量为10g/100mL污水的条件下经5h处理后,苯酚和COD的去除率分别为95%和70%。     

新型填料床-逐级曝气池一体化反应器水处理技术

为解决低浓度污水处理工艺脱氮除磷过程中存在的微生物碳源不足的问题,本文研制了新型填料床-逐级曝气串联反应器.填料床分别采用珊瑚砂、竹炭颗粒、钢渣为填料,在好氧、厌氧兼顾的环境下,实现化学除磷、生物除氮.试验采用模拟生活污水,COD、TN、TP、氨氮的浓度为170—190 mg.L-1、27—30 mg.L-1、8—10 mg.L-1,23—25 mg.L-1.反应器在第27天启动成功,100 d稳定运行结果显示,当HRT为14 h,曝气池DO为3.5 mg.L-1,反应器处理效果良好,出水中COD、TN、TP、氨氮的浓度分别为30.7 mg.L-1、5.59 mg.L-1、1.0 mg.L-1、4.67 mg.L-1,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的一级B排放标准.经钢渣填料床处理后的污水,TP浓度降到1 mg.L-1左右,在不排泥的情况下,实现TP的高效去除,同时有效避免了除磷与脱氮过程对碳源的竞争,实现了生物法对水体中富余氮、磷的高效去除.     

不同土壤水分条件下三个速生用材树种幼树的耗水特性比较

试验采用盆栽控水的方法,分析、比较了巨桉、竹柳和桤木3个速生用材树种幼树在3种水分条件下(土壤含水量分别保持在田间持水量的85%~80%、55%~50%、35%~30%)的耗水特性。结果表明:①相同天气和水分条件下,蒸腾速率、各时段耗水量、日耗水量和总耗水量绝大多数均表现为巨桉>竹柳>桤木;②相同处理下,巨桉与竹柳的日耗水速率并无显著差异(P>0.05),但都明显高于桤木;③巨桉明显较大的整株叶面积及其在水分亏缺时采取的不同避旱策略是其耗水量高于其它2个树种的重要原因;④树木的耗水能力是与其同化能力、生长速率密切相关的,随土壤含水量下降,各树种的净光合速率、叶面积、株高和地径生长量下降,蒸腾耗水也随之降低,但巨桉同化与耗水能力更不易受到干旱的影响;⑤巨桉和竹柳更适宜于在雨量充沛且季节分布均匀的地区发展,而在水分不足或季节性干旱频繁的地区则适合发展耗水量最小的桤木。     

不同炭化温度下烧制的竹炭对邻氯酚的吸附

研究了pH、吸附时间、竹炭投加量、邻氯酚初始浓度和吸附温度对不同炭化温度(500℃、700℃和900℃)下烧制的竹炭对邻氯酚的吸附特性的影响.结果表明,低pH值有利于3种竹炭对邻氯酚的吸附,其平衡吸附量均随初始浓度和吸附温度增大而增加,相同条件下,吸附量的大小依次为q900℃q500℃q700℃;500℃和700℃炭化温度下烧制的竹炭对邻氯酚的吸附表现出相似的变化规律,吸附时间为13h时基本达到平衡,而900℃炭化温度下烧制的竹炭的吸附则是一个快速吸附过程,30min内即达到吸附平衡;3种竹炭对邻氯酚的吸附皆是一个吸热过程,实验进行的吸附温度下,其吸附量的大小依次为q40℃q25℃q15℃.     

改性竹活性炭去除汞离子

采用溴化钾、碘化钾和硫磺对竹活性炭掺杂改性,利用电感耦合等离子体发射光谱仪测定滤液中汞离子浓度,用除汞效率和吸附容量评价活性炭对溶液中汞离子的吸附性能,探讨其吸附机理。结果表明,掺杂改性明显提高了竹活性炭的除汞性能。原竹活性炭的除汞效率为78.6%,吸附容量为2.210 mg/g;经碘化钾、溴化钾和硫磺掺杂改性后的竹活性炭除汞效率分别为94.3%、93.8%和88.8%,吸附容量分别为2.830、2.813和2.663 mg/g;经溴化钾(碘化钾)和硫磺联合改性的竹活性炭对水溶液中汞离子的吸附性能性能又有提高,其中以先载硫后载溴化钾的方法除汞效果最好,除汞效率达96.6%,吸附容量为2.898 mg/g。     

竹叶与餐厨垃圾厌氧共消化工艺

将黄金竹和毛竹的竹叶分别与餐厨垃圾厌氧共消化,通过分析消化过程中的产气量、pH、COD、NH4+-N和VFAs变化,探讨添加不同竹叶对餐厨垃圾厌氧消化效果的影响.实验结果表明,添加毛竹叶显著增强了餐厨垃圾的厌氧消化能力.毛竹叶+餐厨垃圾组的总产气量是餐厨垃圾对照组单独厌氧消化总产气量的3.28倍,甲烷总产量为10.1 L,COD去除率高达83.0％.而添加黄金竹叶对餐厨垃圾厌氧消化的影响则不明显,可能因为黄金竹叶在消化过程中释放了大量挥发性脂肪酸(VFAs),造成体系酸中毒.     

高温干旱对髯毛箬竹的叶和细根的生理生态影响

为了解全球变暖及其导致的高温干旱气候对地被竹生长产生的影响,通过模拟自然高温干旱条件,以髯毛箬竹为研究对象,分析其叶片气体交换、细根和叶片水势、抗氧化酶等生理生态反应过程与高温干旱的关系.结果表明:①不同高温干旱条件对髯毛箬竹的影响不同,对照组中常温条件下植株的光合速率为（7.141±0.072）μmol/（m2·s）,高温可明显提升蒸腾速率和气孔导度,极端高温条件下表现为非气孔限制因素导致光合速率〔（4.898±0.395）μmol/（m2·s）下降〕,并且收窄光合日进程的变幅;②中度干旱、高温+中度干旱、极端高温+中度干旱的条件下,光合速率的降低是由气孔限制因素导致;③重度干旱、高温+重度干旱、极端高温+重度干旱的环境将严重影响植株生理进程,高温加剧这一进程,具体表现为蒸腾速率、光合速率、气孔导度和水分利用效率显著下降;④对照组、高温组和极端高温组的细根水势谷值下降范围分别为（-0.111±0.033）~（-0.961±0.086）、（-0.173±0.060）~（-0.970±0.072）和（-0.304±0.061）~（-1.225±0.166）MPa,降幅比成熟叶片强烈;⑤高温和干旱对细根、成熟叶片3种抗氧化酶活性的影响一致,细根SOD活性大于成熟叶片,而CAT和POD活性则相反,因此,细根是髯毛箬竹适应高温干旱环境的重要器官,水分吸收器官比蒸腾器官敏感.研究显示,髯毛箬竹具有较好的抗高温和抗旱能力,一定范围内的高温和干旱能提升其叶片、细根的生理生态适应能力,特别是复合条件下,高温与干旱对其生长表现出协同作用,极端高温+中度干旱并不威胁其生存,高温、中度干旱及高温+中度干旱有利于驯化栽培,甚至在一定程度上能促进其生长;重度干旱则使植株叶片气体交换、叶片和细根的水分生理进程受损,不适宜长期重度干旱的环境,高温使这种损伤更加严重.      

基于Tenax解吸技术探究竹炭对PCB1的固定作用

利用Tenax（聚2，6-二苯基对苯醚）解吸技术能够较好地模拟水环境中疏水性有机物（HOCs）在生物炭上解吸的行为，不仅可以用于筛选对HOCs有较好固定效果的吸附材料，还可以分析污染物在不同吸附点位上的吸附强度，深入探讨吸附-解吸机理.本文运用Tenax解吸技术研究了2-氯联苯（PCB1）在6种不同温度制备的竹炭（BC）上的解吸动力学，并通过吸附-解吸参数之间的相关性分析，以及这两类参数与竹炭理化性质之间的相关性分析，深入探讨PCB1的吸附-解吸机制.吸附等温线的结果表明，高温竹炭（≥700℃）对PCB1的吸附性能远好于低温竹炭（<700℃），900℃竹炭的吸附容量为400℃的27.1倍.随着热解温度的升高，竹炭对PCB1的分配作用和表面吸附均增强，但后者增加得更快.Tenax解吸动力学结果表明：高温竹炭上PCB1的解吸"快而短"，9 h后就进入慢速解吸阶段，不可逆解吸比例高于0.7；而低温竹炭则"慢而长"，快速解吸阶段长达30 h，不可逆解吸比例低于0.6.与700℃竹炭相比，900℃竹炭的吸附系数K_f高30%左右，但两者的不可逆解吸比例非常接近，说明一定污染物浓度范围内，700℃和900℃竹炭具有相近的吸附固定HOCs的功能.机理分析表明，以"相似相溶作用"为机制的分配作用吸附的PCB1固定效果差，在快速解吸和慢速解吸过程均发生解吸，以孔隙填充作用和π-π电子供体受体作用为机制的表面吸附对PCB1的固定效果好，仅在慢速解吸过程少量释放.这项研究说明Tenax解吸技术可为实际工程中生物炭的选型提供科学依据.     

电动力学-新型竹炭联合作用下土壤镉的迁移吸附及其机理

研究了土壤中镉在均匀电动力学作用下的迁移特征及其影响因素,以及电场双向切换并加有新型竹炭材料条件下电动力学对镉的去除特性,揭示了利用均匀电动力学-新型竹炭材料联合修复镉污染土壤的特征及其可行性.结果表明,竹炭是一种良好的吸附材料,对镉具有较强的吸附作用,可以用 Freundlich和Langmuir模型很好的模拟吸附过程（R²>0.96）;在电压梯度为1.0 V/cm的条件下,受试土壤中Cd²⁺在均匀电动力学下的迁移速率为0.678 6～0.687 5　cm/h,并且迁移速率大小与Cd²⁺浓度和场强分布有关,电动力场可以有效地迁移土壤中的重金属离子;使用竹炭作为吸附剂的新型工艺中,在与速率实验相同的电压梯度,电场48　h的切换周期下,土壤中镉能够在电场作用下高效迁移至处理区并被吸附去除（12　d去除79.6%）,过程中可以很好地维持土壤的pH和水分条件,过程的电流随切换呈周期性的变化.电动迁移-竹炭吸附作为一种新型工艺具有广泛的应用前景.     

微波辅助（NH4）2S2O8改性竹炭对Cu2+的吸附性能

以竹炭为原料,采用(NH4)2S2O8作为改性药剂,通过微波辅助加热的方法对竹炭进行改性;运用Boehm滴定、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDAX)和傅里叶红外光谱(FTIR)对改性竹炭进行表征;考察了pH、时间、温度和离子强度等对改性竹炭吸附Cu2+的影响。结果表明,微波辅助(NH4)2S2O8改性使得竹炭表面的酚羟基、内酯基、羧基等酸性含氧官能团的数量有所增加;改性竹炭对Cu2+吸附更符合Langmuir等温方程,吸附为自发的吸热过程;吸附动力学符合准二级动力学方程;溶液离子强度增大不利于其对Cu2+的吸附。