铁氧化物复合氧化铝催化臭氧化过程中溴酸盐的生成控制

以市售活性炭、硅藻土和氧化铝小球为载体，考察了负载铁基活性组分对催化臭氧化过程中溴酸盐的控制情况，其中，铁基复合氧化铝小球体现出更好的溴酸盐还原特性和催化剂稳定性，证实催化剂中铁氧化物是溴酸盐得到有效控制的主要活性组分。进一步考察了铁基复合氧化铝小球催化臭氧化处理实际原水过程中对溴酸盐的生成控制，以及反应过程中溶解性有机碳（DOC）的去除情况。结果表明，与单独臭氧化相比，该催化剂既能有效去除水中的溶解性有机物，又能明显抑制溴酸盐的生成，反应50h，其活性并没有明显下降。催化剂失活主要归因于吸附位点数量的下降，可以通过负载铁氧化物来实现催化剂的再生。     

掺杂聚乙烯醇的壳聚糖小球对铜离子-腐殖酸的单一和连续吸附行为

以三聚磷酸钠作为离子交联剂,合成了一种掺杂聚乙烯醇的壳聚糖小球,采用SEM和FTIR表征了小球的表面性能及官能团分布情况,进一步研究了这种小球对腐殖酸和铜离子的单独吸附行为、连续吸附行为及两者共存状态下的吸附行为,并通过XPS能谱分析了吸附过程的机理.结果表明:在单独吸附过程中,壳聚糖小球与腐殖酸和铜的作用方式主要是通过静电引力和络合作用;在连续吸附过程中,先吸附了腐殖酸的小球,后续对铜离子的吸附效果变弱;而先吸附了铜离子的小球,后续对腐殖酸的吸附能力变强,说明这种小球在吸附过程中可以被连续使用.而在腐殖酸和铜离子共存的吸附实验中发现,壳聚糖小球除了会吸附溶液中的铜离子和腐殖酸外,还导致它们的聚集沉降.     

壳聚糖-海藻酸钠固定化菌小球处理猪场沼液

采用包埋法,以海藻酸钠-壳聚糖为载体、自行筛选的高效脱氨氮菌为目标菌制备固定化菌小球,用于去除猪场沼液中的氨氮.优化了固定化小球的制备条件,考察了废水处理条件对氨氮去除效果的影响.结果表明,固定化菌小球的最佳制备条件为：壳聚糖投加量20g/L、海藻酸钠投加量10g/L、目标菌种包埋量2：5（V/V）.处理含氨氮废水时,在不调节废水pH值的条件下,当固定化菌小球投加量为15g/L、反应时间为4h时,氨氮的去除率为93.9%,其中吸附作用对氨氮的去除率为64.3%,微生物作用对氨氮的去除率为29.6%.扫描电镜表征结果表明,处理废水后,固定化菌小球外部及内部微生物数量明显增多.动力学与等温线拟合结果显示,固定化菌小球对废水中氨氮的去除过程符合准二级反应动力学方程（R²=0.9252）和Langmuir等温线方程（R²=0.9578）.     

核桃壳生物炭小球对雌激素污染物的吸附机制

为探究生物炭小球对雌激素污染物的吸附机制,以农业废弃物核桃壳为原材料,在400℃下热解碳化制备生物炭,与黏土、碳酸氢钠、硅酸钠混合制备生物炭小球。采用ESEM观察、比表面积测定、红外光谱对其表面结构和组成进行表征,并将其用于对雌酮(E1)、雌二醇(E2)和雌三醇(E3)的吸附去除研究。分别考察了吸附时间、溶液pH、生物炭小球投加量以及雌激素初始浓度对吸附效果的影响,并通过颗粒内扩散、等温吸附、吸附动力学探讨其吸附机制。结果表明:生物炭小球对雌激素的吸附平衡时间为15 min;投加量为1 g、pH为5、初始浓度为2 500μg·L-1时平衡吸附量最大;颗粒内扩散模型研究结果表明吸附机制包括分配作用和表面吸附;准二级动力学可较好地描述生物炭小球对雌激素的吸附过程;生物炭小球对雌激素的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型。所制备的生物炭小球对雌激素污染物具有较好的去除效果,在环境治理方面具有一定的应用前景。     

铁/炭凝胶颗粒高效吸磷以及位点能量分析

以有机废弃物制备生物炭吸附水体中磷,同步实现了固废的高价值利用以及水体富营养化的抑制,然而缺乏表面修饰的生物炭对磷的吸附能力有限。该文以磁性Fe₃O₄作为生物炭表面修饰剂,并以壳聚糖为固化剂制备了高效的除磷凝胶颗粒。利用多种表征技术以及近似位点能量分布理论对磷的吸附机理进行了探讨,分析了吸附性能提升的关键原因。结果表明Fe₃O₄的加入极大地促进了磷的吸附,在293 K下,生物炭对磷的饱和吸附量由13.76 mg/g增加到87.79 mg/g。该凝胶颗粒对磷的吸附是一个吸热过程,准二级动力学模型以及Langmuir模型能够更好地描述磷在凝胶颗粒上的吸附行为。通过表征技术发现Fe与磷之间形成的沉淀是磷吸附的重要机制,孔隙填充、氢键结合和静电吸引同样是B-Fe-C吸附磷的机制。整体而言,化学吸附是主要的吸附机制。此外,对表面近似位点能量分布的分析发现,促进磷与吸附剂表面之间的亲和力以及增加表面高能吸附位点的密集分布是促进磷吸附的一种重要手段。研发的凝胶颗粒对于天然水体中的各种离子具有一定的抗干扰能力,在天...     

改性啤酒酵母及柑橘皮凝胶小球对铜的吸附性能

为有效去除污水中的铜离子并实现资源有效的利用,以啤酒酵母和柑橘皮为原料制备海藻酸钙固定啤酒酵母菌小球(SCA)、海藻酸钙固定柑橘皮小球(OPCA)及海藻酸钙固定柑橘皮及啤酒酵母菌复合小球(OPSCA),研究了其对铜离子的吸附和解吸性能。研究结果表明,3种吸附剂对铜离子吸附的最佳pH值为5.0,吸附量的大小顺序为:OPSCAOPCASCA。吸附动力学数据符合准二级动力学模型。吸附过程被内扩散步骤和外扩散步骤共同控制。Langmuir等温吸附模型能较好地模拟3种吸附剂的吸附数据,SCA、OPCA及OPSCA的理论最大吸附量分别为33.49、40.80和61.69 mg/g。3种吸附剂可利用0.1 mol/L的盐酸解吸再生,可循环使用3次以上。     

固定化细胞小球降解三氟甲苯的特性研究

制备了包埋菌种z3的海藻酸钙小球，对固定化细胞小球的机械强度和三氟甲苯的降解率做了研究。通过改变海藻酸钙凝胶组成，添加硅藻土、蛋白质，使用交联剂己二胺、戊二醛等方法，提高了固定化包埋小球交联的密度和机械强度，保持了固定化小球对三氟甲苯的降解活性。扫描电镜显示了包埋小球经过己二胺一戊二醛处理之后，小球的表面结构成网格状，内部网格复杂化，不均匀程度增加。     

固定化微生物法处理对氯苯酚废水的研究

采用聚乙烯醇(PVA)-硼酸法制作固定化活性污泥小球,用正交试验确定降解对氯苯酚的固定化活性污泥的最优化条件.从温度、浓度和pH 3方面比较了固定化活性污泥和游离活性污泥对对氯苯酚降解效果的影响.研究表明:固定化活性污泥降解对氯苯酚的最适宜温度为25～35℃,最适pH为6～8;固定化活性污泥对对氯苯酚的降解速度大于游离活性污泥.     

卡拉胶、膨润土改性PVA包埋小球

对PVA+卡拉胶包埋小球和PVA+海藻酸钠包埋小球的性能进行比较,并首次使用PVA+卡拉胶+膨润土混合包埋材料制作包埋小球.结果表明,PVA+海藻酸钠包埋小球在制作过程中有一定的拖尾现象,红墨水到达小球中心的时间为80 min,6d可去除50％的COD;PVA+卡拉胶包埋小球更容易成球,而且红墨水到达小球中心的时间为50 min,6d可去除56％的COD.此外,在PVA+卡拉胶包埋材料中添加适量的膨润土可以将红墨水到达小球中心的时间由50 min缩短到30 min.因此,使用PVA+卡拉胶+膨润土的混合材料制作包埋小球是可行的.最后,通过包埋小球处理抗生素废水的正交实验,得出包埋材料中各组分的最佳配比:PVA浓度11％、卡拉胶浓度0.5％、膨润土浓度2.5％.在这种配比下,包埋小球对抗生素废水中COD的去除率可以达到65％左右.     

壳聚糖-银/二氧化钛核壳型复合小球的制备及其对布洛芬的降解性能

针对目前污水中布洛芬等典型PPCPs类污染物光催化降解效率低、催化剂回收难度大等难题,以壳聚糖为载体,通过负载银掺杂TiO₂,制备有机核-无机壳结构的CTS-Ag/TiO₂复合小球,开展了光催化降解布洛芬性能研究。结果表明:壳聚糖紧密团聚成核,银掺杂TiO₂分布在壳聚糖表面,共同形成了有机核-无机壳结构。在紫外光作用下,复合小球对布洛芬展现出良好的去除效能,在最佳条件下(CAT投加量为4 g/L,布洛芬初始浓度为1 mg/L,pH值为6),处理60 min后布洛芬去除率达到96.1%,经过5次回收利用,去除率仍可达到85.0%。新型有机核-无机壳复合结构以及壳聚糖中含碳基团和含氮物质在价带上形成的附加带,使CAT复合小球在强化吸附、光催化和稳定性的同时,提高了材料可重复使用性。Ag在TiO₂表面掺杂形成的无机壳包裹在壳聚糖形成的有机核表面,使光生电子更易从TiO₂转移到Ag上并积累,减少电子-空穴对的复合,提高了CAT的光催化效率。活性组分淬灭实验表明,·O₂-和空穴氧化是引起布洛芬降解的主要活性成分。