青霉成球条件优化及其在固定化和脱色中的应用

针对青霉菌丝球L1在废水处理中有效应用的问题,通过调节培养时间、接种量和pH对菌丝球的性能进行优化;采用SEM对优化后的菌丝球进行了表征,研究了优化后的菌丝球负载混合细菌FG-06处理焦化废水的降解效果,探讨了接种量、转速和重复利用次数对优化后的菌丝球吸附结晶紫的影响。结果表明:优化后的菌丝球呈有规则的网状结构,菌丝体粗壮;在焦化废水处理实验中,接种90颗负载FG-06的菌丝球后,苯酚降解响应时间明显缩短,氨氮和苯酚的降解速率均明显提升;对20 mL浓度为50 mg·L~(-1)的结晶紫吸附实验结果显示,20颗菌丝球、120 r·min~(-1)条件下拥有更好的吸附性能,重复利用3次,脱色率在86%以上。成球条件优化后的菌丝球是一种理想的固定化载体,并拥有良好的脱色性能。     

简青霉-生物炭联合吸附处理染料废水

利用简青霉菌丝球固定生物炭制得一种新型生物吸附剂,吸附处理亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)两种染料,考察了接触时间、菌丝球和生物炭用量、p H、染料初始浓度等影响因子对处理效果的影响。结果表明,菌丝球固定生物炭不仅保留了两者的吸附能力,而且易于固液分离。含炭菌丝球对亚甲基蓝的吸附效果优于甲基橙。甲基橙和亚甲基蓝的吸附平衡时间分别为48 h和60 h。亚甲基蓝在碱性条件下的吸附去除效果更好,甲基橙的吸附最适p H范围为5~6。Langmuir等温模型比Freundlich等温模型更适合模拟含炭菌丝球对亚甲基蓝和甲基橙的吸附行为。实验结果可以为微生物和生物炭的联合应用提供科学依据。     

椰纤维生物炭添加对海南花岗岩砖红壤吸附Pb(Ⅱ)的影响

海南花岗岩砖红壤与300、500和700℃3种不同裂解温度下的椰纤维生物炭(分别记为YA300、YA500和YA700)混合培养30 d,进行批量等温吸附和解吸实验,研究不同裂解温度椰纤维生物炭添加对土壤吸附Pb(Ⅱ)性能的影响和机理,为生物炭对重金属污染土壤修复的研究提供理论依据。采用Langmuir和Freundlich吸附模型分析处理土壤对Pb(Ⅱ)的吸附差异,用吸附和解吸量推算方法研究处理土壤对Pb(Ⅱ)的静电吸附和非静电吸附差异。结果表明:经过30d的培养,椰纤维生物炭的添加显著提高了土壤的p H值和阳离子交换量(CEC值),提升幅度为YA700、YA500、YA300;生物炭的添加也提高了处理土壤对Pb(Ⅱ)的吸附能力,同时也提高了土壤对Pb(Ⅱ)的非静电吸附,提升幅度也为YA700、YA500、YA300;Langmuir模型可以更好地拟合处理添加YA300、YA500土壤和对照土壤对Pb(Ⅱ)的等温吸附。基础土壤对Pb(Ⅱ)的最大吸附量为3.53 mg·g-1,添加YA300、YA500和YA700培养后土壤对Pb(Ⅱ)的最大吸附量分别增加为4.49、4.92和6.03 mg·g-1。由于基础土壤的p H值和CEC值较低,椰纤维生物炭添加培养主要提高了处理土壤的p H值、CEC值以及土壤的负表面电荷,增强了土壤对Pb(Ⅱ)的吸附能力和非静电吸附百分比,从而降低Pb(Ⅱ)在土壤中的活性。     

磷酸改性凹凸棒粘土对Pb^2＋的吸附研究

研究了不同浓度磷酸改性凹凸棒粘土的比表面积、孔结构性质以及其对水中Pb（Ⅱ）的吸附.结果表明,凹凸棒粘土磷酸改性后比表面积明显增大,具有明显的中孔分布;9 mol/L磷酸改性处理的凹凸棒粘土吸附能力最佳,在改性凹凸棒粘土加入量为20～30 g/L,水样pH=5条件下,废水中Pb（Ⅱ）的被吸附率接近99%.     

磷酸改性凹凸棒粘土对Pb2+的吸附研究

研究了不同浓度磷酸改性凹凸棒粘土的比表面积、孔结构性质以及其对水中Pb(Ⅱ)的吸附.结果表明,凹凸棒粘土磷酸改性后比表面积明显增大,具有明显的中孔分布;9 mol/L磷酸改性处理的凹凸棒粘土吸附能力最佳,在改性凹凸棒粘土加入量为20～30 g/L,水样pH=5条件下,废水中Pb(Ⅱ)的被吸附率接近99%.     

骨炭对Pb(Ⅱ)的吸附特性

通过间歇实验研究了骨炭对重金属Pb(Ⅱ)的吸附特性。探讨了固液比、pH、离子强度、反应时间、温度及初始浓度等因素的影响。实验结果表明,pH与固液比显著影响去除率,温度与离子强度的影响较小。当温度为20℃,pH=2.5,Pb(Ⅱ)的初始浓度为200 mg/L,固液比为1 g/L时,最大去除率近100%。动力学实验结果表明,骨炭对Pb(Ⅱ)的吸附为快速反应,在30 min内可达到平衡,准二级动力学模型可较好地拟合实验结果。等温吸附实验结果表明,Freundlich模型与Langmuir模型均可较好地拟合等温吸附实验结果。骨炭对Pb(Ⅱ)的吸附机制主要为表面络合反应与分解置换-沉淀反应。     

海藻酸钠-聚氧化乙烯凝胶球去除废水中重金属离子的研究

研究了海藻酸钠浓度及固化时间对海藻酸钠-聚氧化乙烯(SA-PEO)凝胶球性能的影响以及采用SA-PEO凝胶球对溶液中3种重金属离子(Pb2 ,Cu2 、Cd2 )进行吸附实验的研究.结果表明,2.0%(质量分数)的SA溶液制成的凝胶球性能较好,固化时间对重金属去除率影响较小,但随着固化时间的增加,SA-PEO凝胶球的直径逐渐缩小,紧密程度和机械强度逐渐增加;在重金属离子溶液pH为4～6时,SA-PEO凝胶球对重金属离子去除率较高;SA-PEO凝胶球对不同重金属离子吸附效果为pb2 >Cu2 >Cd2 ;多种重金属离子共存使得SA-PEO凝胶球对Pb2 和Cd2 的吸附受一定程度的抑制,而对Cu2 吸附能力有所增强,说明SA-PEO凝胶球对重金属离子吸附有选择性;1.00 mol/L的HCl溶液对Pb2 的解吸效果较好,解吸再生后的SA-PEO凝胶球可以重复利用.     

纳米TiO2花式分层微球的合成及其对Pb（Ⅱ）的吸附性能

利用仿生合成的方法,以甘氨酸为模板剂、钛酸正四丁酯作钛源,水热合成一种新型纳米TiO2花式微球,并对其进行了表征。通过考察pH值、温度和Pb（Ⅱ）溶液的初始浓度对吸附效果的影响,研究了TiO2花式微球对水溶液中Pb（Ⅱ）的吸附性能及其吸附动力学特性。结果表明,纳米TiO2花式微球直径约2Ixm,平均孔径约56nm,比表面积约是270．3m。／g;当pH值为4．0时TiO2花式微球对溶液中Pb（Ⅱ）吸附率达到最高,210min时基本达到吸附平衡,20、30和40qE的最大吸附量分别为75．64、76．34和77．52mg／g。吸附过程遵循准二级速率方程,与Langmuir等温式拟合更好。     

纳米TiO2花式分层微球的合成及其对Pb(Ⅱ)的吸附性能

利用仿生合成的方法,以甘氨酸为模板剂、钛酸正四丁酯作钛源,水热合成一种新型纳米TiO₂花式微球,并对其进行了表征。通过考察pH值、温度和Pb(Ⅱ)溶液的初始浓度对吸附效果的影响,研究了TiO₂花式微球对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附性能及其吸附动力学特性。结果表明,纳米TiO₂花式微球直径约2 μm,平均孔径约56 nm,比表面积约是270.3 m²/g;当pH值为4.0时TiO₂花式微球对溶液中Pb(Ⅱ)吸附率达到最高,210 min时基本达到吸附平衡,20、30和40℃的最大吸附量分别为75.64、76.34 和77.52 mg/g。吸附过程遵循准二级速率方程,与Langmuir等温式拟合更好。     

生物炭对水中Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附特征

选取花生壳和玉米秸秆为原材料,在不同温度下制备生物炭,与市售的银杉木炭一起作为吸附剂探究其对水溶液中Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附能力和特性。用FTIR和扫描电镜表征生物炭表面性质。实验考察了吸附时间、溶液初始pH、初始浓度对吸附的影响。结果表明,在室温25℃和pH 5.0条件下,生物炭对Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附量随时间的增加而增大,在24 h后基本达到平衡,并且生物炭对Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学方程;溶液初始pH显著影响生物炭对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附,其中对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的最佳吸附pH分别为5.0和6.0;花生壳生物炭和玉米秸秆生物炭对Pb(Ⅱ)的等温吸附符合Langmuir模型和Freundlich模型,而对Zn(Ⅱ)的等温吸附Freundlich模型拟合效果更佳;银杉木炭对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的等温吸附更适用于Langmuir模型。另外,随着生物炭制备时热解温度的升高,生物炭对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附量增加,且各生物炭对Pb(Ⅱ)的最大吸附量远大于其对Zn(Ⅱ)的最大吸附量。不同生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附能力有明显差异,表现为:花生壳生物炭玉米秸秆炭银杉木炭,而对Zn(Ⅱ)的吸附力差异不明显。