磁性载体MBBR系统对纳米ZnO颗粒的胁迫响应

为探究磁性载体移动床生物膜反应器(MBBR)系统对不同浓度纳米ZnO胁迫的响应,构建2组MBBR开展纳米ZnO胁迫实验,通过对比普通与磁性载体MBBR中COD、NH₄⁺-N去除性能、生物膜形貌、微生物群落及功能基因,分析磁性载体对纳米ZnO胁迫下MBBR中污染物去除性能及微生物的影响.结果表明:低浓度(5,10mg/L)纳米ZnO对COD、NH₄⁺-N去除无显著影响;高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫后,磁性载体MBBR的NH₄⁺-N去除率分别降低10.57%和12.91%,低于普通载体的14.48%和16.94%.相比于NH₄⁺-N,纳米ZnO胁迫对COD去除影响较小.此外,高浓度(30,50mg/L)纳米ZnO胁迫导致更多纳米ZnO颗粒团聚并吸附于磁性载体生物膜表面,继而改变了生物膜群落结构.在10mg/L的纳米ZnO胁迫下,磁性与普通载体生物膜中微单胞菌属(Micropruina)的相对丰度均有所提...     

氟羟基磷灰石的制备及对重金属离子吸附研究

采用动态水热法制备出了含氟硅酸钙粉体。磷酸盐改性后得到含氟羟基磷灰石(FHAs)吸附材料。采用SEM、BET等手段对吸附材料的形貌和比表面积进行了表征;通过静态吸附实验探究了溶液pH、初始离子浓度、温度和吸附时间等因素对材料吸附性能的影响。实验结果表明,吸附过程符合准二级动力学方程;氟羟基磷灰石对污水中Pb~(2+)、Cd~(2+)重金属离子具有高效的吸附能力,吸附量分别可达112.5 mg/g和95.3 mg/g,重金属离子去除率均高达99.6%。     

Mg (OH)2@粉煤灰复合材料对重金属离子的去除研究

根据“粒子设计”思想，以粉煤灰为载体，采用非均匀形核法制备了一种核壳结构粉煤灰负载纳米氢氧化镁复合材料，并对其吸附废水中Cu （II）、Ni （II）和Pb （II）性能进行研究.采用扫描电子显微镜（SEM）、EDS能谱、比表面积分析仪（BET）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）等技术对包覆前后的复合粉体进行了表征.结果表明，复合粉体表面均匀包覆了大量纳米氢氧化镁和少量水合碳酸镁，比表面积增大到原来（粉煤灰1.79m²/g）的30多倍，平均孔径由11nm增加至14.7nm.平均孔隙宽度从12.8nm增加至15.4nm.粉煤灰表面的Si-O-Si、Si-O-C与氢氧化镁之间形成Si-O-C-O-Mg和Si-O-Mg-OH.复合粉体材料去除重金属的效率明显高于原粉煤灰和氢氧化镁，其单位饱和吸附量分别达到了216.30、116.50、160.96mg/g.根据Zeta电位、FTIR及模拟方程分析了复合粉体吸附重金属离子机理，结果表明复合粉体材料对重金属离子通过沉淀反应、静电吸引、离子交换等方式进行吸附，吸附过程等温线符合Langmuir等温模型，动力学符合颗粒内扩散模型，热力学符合自发吸热反应.通过解吸再生试验发现，经过5次循环再生利用后，复合粉体对重金属离子的去除率达到50%以上，这说明复合粉体在吸附过程中具有良好的再生性能.     

纳米ZnO胁迫下SBBR污染物去除性能及微生物群落响应

为探究生物膜处理系统对纳米ZnO的耐受性能,构建序批式生物膜反应器（SBBR）开展纳米ZnO对生物膜的胁迫试验.计算纳米ZnO在生物膜中的累积量,研究其对有机物、氮、磷的去除性能影响,判定SBBR对纳米ZnO的耐受阈值.通过测定生物量、微生物活性及群落结构变化,分析微生物群落对纳米ZnO的响应.结果表明：低浓度（1~10mg/L）纳米ZnO对COD、NH₄⁺-N、溶解性磷（SOP）去除无显著影响,但5mg/L纳米ZnO对微生物代谢速率和生物活性产生促进作用.纳米ZnO浓度逐增至50mg/L,对生物量、微生物活性抑制作用增强,COD、NH₄⁺-N、SOP去除率分别下降26.45%、57.83%和43.50%.纳米ZnO的胁迫对SBBR中COD去除性能影响最小,对NH₄⁺-N影响较大.COD所指示SBBR的纳米ZnO耐受阈值为911.49mg,而NH₄⁺-N、SOP所指示的耐受阈值为579.83mg.纳米ZnO的胁迫降低了系统中微生物群落的多样性,改变了群落结构组成,Proteobacteria和Chlorofiexi相对丰度由21.09%和7.03%分别降至8.00%和2.60%,致使NH₄⁺-N去除受到显著抑制;Patescibacteria丰度由9.33%突增至56.64%,为有机物的去除起到至关重要的作用.污染物去除性能及微生物活性表明,SBBR生物膜系统对纳米ZnO的耐受性强于活性污泥法.     

碳纳米管负载TiO_2及去除复合重金属废水性能研究

以酸氧化的碳纳米管为载体,通过水热方法合成碳纳米管负载纳米二氧化钛复合物。纳米复合物采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、和比表面积(BET)测定。结果显示,负载在碳纳米管上二氧化钛为锐钛矿型,颗粒粒径在30~60 nm之间。合成样品比表面积为139.5 m~2/g。采用模拟的铅废水以及铅与丁基黄药复合废水为处理对象,对其吸附性能进行研究。当起始铅浓度为50 mg/L,溶液的pH值为5.5,吸附剂投加量为0.5 g/L,吸附时间为30 min的条件下,铅的去除效率为92.2%,饱和吸附量为92.2 mg/g。当起始铅和丁基黄药的浓度分别为50 mg/L和10 mg/L,溶液的pH值为5.5,铅和丁基黄药的去除效率分别为93.2%和99.3%。饱和吸附量为113.0mg/g。     

污泥基生物炭负载纳米零价铁除U(Ⅵ)性能及机理

为了考察污泥基生物炭负载纳米零价铁（n ZVI/SB）对铀(U(Ⅵ))的去除性能与机理,该文研究了环境条件对nZVI/SB除铀的影响,发现在初始pH为5、投加量0.2 g/L、温度313 K、吸附时间4 h条件下,n ZVI/SB对U(Ⅵ)的吸附量最大（231.80 mg/g）。nZVI/SB对U(Ⅵ)的吸附过程与行为符合准二级动力学与Langmuir吸附等温线模型。通过扫描电镜、能谱分析、X衍射分析仪和X射线光电子能谱等手段对nZVI/SB去除U(Ⅵ)的机理进行分析,发现铀去除方式包括吸附和还原共同作用。经过5次循环实验后,nZVI/SB对U(Ⅵ)去除率保持在90%以上,表明nZVI/SB复合材料用于含U(Ⅵ)废水处理具有良好的重复使用性能。     

软锰矿改性污泥活性炭对Cu~(2+)吸附特性的研究

文章对比研究了污泥活性炭(AC)和1%软锰矿改性的污泥活性炭(ACP)对溶液中Cu2+的吸附特性,考察了时间、pH值和吸附剂投加量等因素对吸附反应的影响。结果表明:室温下,180 min后Cu2+吸附达到平衡,pH=4.8时吸附效果最优;伪二阶动力学方程和Langmuir吸附等温方程能很好地拟合两种污泥活性炭的吸附反应。通过计算,室温下,改性前后的污泥活性炭Langmuir模型的饱和吸附量Qm分别是78.13 mg/g和94.34 mg/g。在初始浓度200 mg/L,pH=5,吸附剂投加量为2g/L时,1%软锰矿改性的污泥活性炭对Cu2+的最大吸附量为90.15 mg/g,比未改性时提高了23.33%。     

纳米Fe-C合金去除染料废水中酸性橙Ⅱ的初步研究

本文研究了碳包纳米铁对酸性橙Ⅱ的吸附。研究结果表明,在酸性橙Ⅱ初始浓度40 mg/L,碳包铁浓度1.5 g/L,转速240 r/min,p H为6.2,温度30℃的优化条件下,吸附120 min后,酸性橙Ⅱ的去除率达到90.0%,吸附量达到了24.2 mg/g;吸附前后碳包纳米铁的XRD谱图未发生明显的变化,吸附后溶液中酸性Ⅱ的UV-vis特征吸收峰几乎消失了;碳包纳米铁对酸性橙Ⅱ的吸附过程符合Langmuir吸附等温线,吸附动力学符合伪二级动力学模型。     

油葵茎秆生物炭结构特征及对吡啶的吸附性能

文章以油葵茎秆为原材料,采用缺氧升温热解法制备300、400、500、600、650℃的生物炭,利用FTIR、SEM、BET对生物炭进行表征,结果发现,随炭化温度升高,生物炭的含氧官能团数减少,比表面积增大,孔隙结构更加丰富。在650℃制备的生物炭具有最丰富的孔隙结构,比表面积最大,达到321.730 7 m²/g。吡啶吸附实验结果表明,650℃制备的生物炭(Y650)的吸附性能最佳,吡啶饱和吸附量达到33.64 mg/g。相同条件下,H₂SO₄改性油葵茎秆后制备的生物炭(YS650)对吡啶的饱和吸附量提高了6%,达到35.66 mg/g。Y650和YS650对吡啶的吸附结果表明,当吡啶初始浓度100 mg/L、生物炭添加量4 g/L、pH=7,吸附12 h后,Y650和YS650对吡啶的吸附达到平衡,饱和吸附率分别达到67.29%和73.35%。     

蛋壳及膜对十二烷基苯磺酸钠的吸附研究

以鸡蛋壳为原料,采用化学方法分离鸡蛋壳和壳膜制备2种吸附材料,研究其对十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的吸附性能。分别考察了吸附剂用量、溶液pH、吸附时间和吸附温度等参数对吸附性能的影响,结果表明,在最佳实验条件下,鸡蛋壳的吸附量达8.29 mg/g,壳膜的吸附量达119.9 mg/g,蛋壳和壳膜的吸附过程均符合Freundlich等温吸附模型,并且均为自发、放热过程。另外,研究了蛋壳和壳膜的脱附性能,结果表明NaOH对蛋壳和壳膜的脱附率可达60%以上,说明蛋壳和壳膜在吸附SDBS后具有较好的可再生性。     

本底吸附物对长江沉积物磷吸附容量的影响

分别选取三峡大坝上游寸滩河段和下游武汉河段沉积物,用不同浓度（0~3 mol/L）的HCl对沉积物进行清洗,降低本底吸附w（P）、w（Fe）、w（Al）、w（Ca）及w（OM）（OM为有机质）,通过测定沉积物的P平衡吸附量,研究长江沉积物上本底吸附物对P吸附容量的影响.结果表明:① 经稀HCl清洗后,两种沉积物的w（Ca）、w（OM）、w（P）均显著减少,沉积物的P平衡吸附量随之减少,而w（Fe）、w（Al）则没有明显变化,同时,沉积物对P的平衡吸附量、沉积物中w（TP）均与本底w（Ca）、w（OM）呈显著正相关（P < 0.05）,因此长江沉积物对P的吸附容量的主要影响因素为本底吸附OM和Ca;② 三峡库区内沉积物中w（OM）及w（Ca）较高,二者分别为72.64、63.52 mg/g,三峡大坝下游武汉段沉积物中则相对偏低,二者分别为52.20、45.03 mg/g,说明库区沉积物的P吸附容量明显大于大坝下游沉积物,在三峡水库运行前期,沉积物的P吸附量将逐渐增加,成为三峡水库运行后期富营养化的潜在內源.      

活化海泡石对苯酚的吸附研究

海泡石经酸活化,在300℃焙烧,比表面积增加,吸附效果明显增强。通过实验,研究了焙烧温度、溶液pH值以及不同活化酸对吸附效果的影响。同时研究了活化海泡石对苯酚吸附动力学特性,及其脱附再生性能。并与活性炭对苯酚的吸附效果进行了比较,虽然其吸附性能较差,但具有良好的脱附再生性能,并且再生方法简单,在含酚废水的处理方面,海泡石可以作为一种新型的廉价的吸附剂。     

阳离子壳聚糖对汞离子的吸附性能研究

在壳聚糖-NH2上接枝阳离子中间体,增加了阳离子基团及羟基,制备成阳离子壳聚糖。考察了时间、温度以及pH对阳离子壳聚糖吸附汞离子的影响。45℃、吸附时间20min,pH为5的条件下,阳离子壳聚糖对Hg2+的吸附效果最好,最大吸附量可达262.50mg/g。试验表明,阳离子壳聚糖对汞离子的吸附性能明显优于壳聚糖和活性炭。     

巯基棉纤维对多种微量元素吸附性能的研究

本文研究了自制的巯基棉纤维对十六种微量元素的定量吸附条件、吸附速度、吸附量、吸附强弱顺序和解脱条件。讨论了巯基棉纤维的制备、保存、稳定性、再生使用及吸附时共存物的干扰与消除等问题。 实验得知,巯基棉纤维是一种良好的固体吸附剂,它可以定量吸附水溶液中多种微量重金属离子和某些非金属离子,具有富集倍数大、吸附率高、吸附速度快、选择性强、解脱性能好等优点,且制备简单、操作方便、易于推广。     

纳米TiO2和ZnO颗粒对红壤理化性质的影响

通过对耕作红壤的现场实验,较为系统的反映了人工纳米颗粒(TiO_2、ZnO)对土壤理化性质的影响。数据表明,在本实验周期(90 d)内,耕作红壤掺杂不同剂量(0. 1 mg/g、0. 2 mg/g、0. 5 mg/g、1 mg/g、3 mg/g)人工纳米颗粒后,纳米颗粒显著提升了土壤pH和电导率值;纳米颗粒对土壤微生物菌落数有一定的抑制作用;纳米颗粒对土壤有机质含量的影响不明显。整体而言,人工纳米颗粒(TiO_2、ZnO)进入土壤体系后,对土壤理化性质产生了一定程度的影响,且剂量越大,影响越明显。     

鞘细菌细胞吸附Cr(Ⅵ)条件的研究

采用实验室保藏的鞘细菌,经过液体扩大培养后处理含Cr(Ⅵ)的废液,通过振荡吸附试验考察一系列物理化学因素对吸附效果的影响。结果表明,鞘细菌吸附Cr(Ⅵ)的适宜pH为8.0,适宜温度为30℃,适宜的菌龄是液体培养18h,适宜的吸附时间为8h,适宜的投加量是0.05g/100mL;在Cr(Ⅵ)初始浓度为5mg/L时,吸附量可以达到2.25mg/g,吸附后液体中Cr(Ⅵ)残留仅为0.45mg/L;废水中的有机质浓度对吸附有很大影响,其中COD为100mg/L时可以促进Cr(Ⅵ)的吸附。结果说明鞘细菌可以很好的降低污废水中的Cr(Ⅵ)。     

Regeneration of nano-ZnO photocatalyst by the means of soft-mechanochemical ion exchange method

Nano-crystalline ZnO particles synthesized via an ion exchange method were used in a methyl-orange photocatalytic degradation process. An ion exchange resin mixed bed system was used in the suspension for separation of nano-ZnO and methyl-orange after photocatalysis reaction. Ion exchange resin, photocatalyst and water were mixed evenly by airflow. Nano-ZnO photocatalyst and soluble carboxyl zinc were gathered in the soft-mechanochemical process simultaneously. Ion exchange reaction ZnO photocatalyst and counterion transfer process on resin were all improved. Byproducts and other inorganic ions were transfered into resin phase. Nano-ZnO photocatalyst can be regenerated and reused.     

猪粪堆肥过程中腐殖酸电子转移机制及光谱演化特征

3D-EEM),探究了猪粪堆肥过程中HA和FA的化学结构变化以及对ETC的影响。结果表明:HA的ETC由堆肥初期10.06 μmol e-/g C增长至末期40.07 μmol e-/g C,FA的ETC由堆肥初期的15.36 μmol e-/g C增长至末期的69.73 μmol e-/g C,二者均随时间变化呈波动上升趋势,且EDC在电子转移中占主要地位。光谱分析表明,堆肥中的木质素类物质经堆肥化后会转变为聚合度高的腐殖质类物质,相比于堆肥初期,腐熟期时有机质的腐殖化程度和芳香化程度增大,相对分子质量也增高。类蛋白物质(组分C4)在堆肥过程中逐渐减少,易被微生物作为碳源利用从而转化为类腐殖质物质(组分C2),且C2是堆肥中较为稳定的组分。相关性分析表明:类蛋白质物质减少、腐殖化程度增加会使HA和FA的ETC增强,FA的电子转移能力更容易受到腐殖化程度的影响。     

Comparison of quartz sand, anthracite, shale and biological ceramsite for adsorptive removal of phosphorus from aqueous solution

The choice of substrates with high phosphorus adsorption capacity is vital for sustainable phosphorus removal from waste water in constructed wetlands. In this study, four substrates were used： quartz sand, anthracite, shale and biological ceramsite. These substrate samples were characterized by X- ray diffractometry and scanning electron microscopy studies for their mineral components （chemical components） and surface characteristics. The dynamic experimental results revealed the following ranking order for total phosphorus （TP） removal efficiency： anthracite 〉 biological ceramsite 〉 shale 〉 quartz sand. The adsorptive removal capacities for TP using anthracite, biological ceramsite, shale and quartz sand were 85.87, 81.44, 59.65, and 55.98 mg/kg, respectively. Phosphorus desorption was also studied to analyze the substrates＇ adsorption efficiency in wastewater treatment as well as the substrates＇ ability to be reused for treatment. It was noted that the removal performance for the different forms of phosphorus was dependent on the nature of the substrate and the adsorption mechanism. A comparative analysis showed that the removal of particulate phosphorus was much easier using shale. Whereas anthracite had the highest soluble reactive phosphorus （SRP） adsorptive capacity, biological ceramsite had the highest dissolved organic phosphorus （DOP） removal capacity. Phosphorus removal by shale and biological ceramsite was mainly through chemical adsorption, precipitation or biological adsorption. On the other hand, phosphorus removal through physical adsorption （electrostatic attraction or ion exchange） was dominant in anthracite and quartz sand.