葛根去除水溶液中亚甲基蓝的生物吸附机理和特性

对农副产品葛根吸附水溶液中亚甲基蓝的特性和机理进行了一系列的研究。考察了不同条件对吸附效果的影响;采用2种等温线模型和3种动力学模型对吸附机理和动力学特性进行了模拟分析,并计算了相关的热力学函数。结果发现,溶液pH值等实验条件对吸附效果有较大的影响;Langmuir方程能很好地描述其吸附等温线,吸附是一个符合二级动力学过程的物理吸附;热力学函数计算结果显示,此吸附是一个自发的放热过程。在3种不同温度下,由Langmuir方程计算的最大吸附量为98.23、91.04和87.28 mg/g,表明葛根是一种良好的,具有一定发展潜力的染料吸附剂。     

生物浓缩系数的估算与实测方法

一、生物浓缩系数 生物浓缩系数(以下简称BCF)表示平衡时化学品在生物体内的浓度与化学品在水环境中浓度的比值,可用下式表示:BCF=平衡时化学品在生物体内的浓度(湿重)/化学品在水中的浓度 (1) 分子分母的单位必需相同,如(μg/g),BCF值的范围从1到1,000,000以上. 为了测定生物体内化学品平衡时的残留浓度,必需测定它们的浓集和释放速度,另外,测定化合物残留浓度,必须有充分的时间以保证平衡条件的建立,而且必须利用流动体系以保持试验化合物的浓度相对稳定.     

基于玻璃微珠填料生物滤池生物堵塞模型

颗粒填料生物滤池运行过程中,微生物在颗粒填料表层不断生长积累,造成生物堵塞,严重影响生物滤池长期稳定运行。针对生物滤池颗粒填料层动态堵塞过程,综合基质迁移与降解模型、微生物生长与衰亡模型、孔隙率变化模型和渗滤系数变化模型,构建颗粒填料生物滤池生物堵塞模型。微生物生长动力学参数采用原位测定方法,能够反映附着生物膜生长情况。基于玻璃微珠填料生物滤池研究表明,修正生物堵塞模型能较好地模拟玻璃微珠生物滤池颗粒填料层的动态堵塞过程。     

响应面法在超滤过程分析和评价中的应用

以天然水体中普遍存在的天然有机物腐殖酸(humic acid,HA)为模型污染物,采用PVC合金中空纤维超滤膜去除水中腐殖酸。以腐殖酸去除率和水透过系数作为评价指标,采用响应面法对超滤过程中溶液pH、溶液离子浓度和初始膜通量进行三因素五水平中心组合设计实验,并采用二次回归方程拟合影响因素与响应值之间的函数关系,建立回归方程。结果表明,在腐殖酸的超滤过程中,溶液pH值、溶液离子浓度、初始膜通量对腐殖酸去除率的影响显著性大小为:溶液pH值溶液离子浓度初始膜通量,对水透过系数影响显著性大小为:溶液p H值=初始膜通量溶液离子浓度。腐殖酸去除率和水透过系数方程的调整决定系数Adj.R2分别为为77.10%和88.12%,显著性水平分别为0.001504和0.0001,达到极显著水平,说明方程拟合良好,可用于超滤过程中腐殖酸去除率和水透过系数的分析和评价。     

部分有机物在长江底泥上的吸附-解吸行为研究

研究了3-溴苯甲醛、2,4-二氯苯乙酮、2,4-二氯苯甲酸甲酯和2,6-二特丁基对苯醌,在长江南京段某一饮用水源地底泥上的吸附-解吸过程,结果表明,其吸附等温线符合日型方程,这些化合物的吸附属分配作用。解吸过程中的分配系数大于吸附过程中的分配系数,说明有机物从沉积物中的释放,存在明显的滞后效应。     

咪唑类[PF6]^-型离子液体萃取胺类化合物

以眯唑类[PF6]^-型离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Bmim][PF6]）、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Hmim][PF6]）和1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Omim][PF6]）对苯胺、对氯苯胺等7种胺类化合物的萃取,考察了溶液初始浓度、相比、盐类、pH及离子液体眯唑基团上取代烷基对萃取平衡的影响,并研究了萃取过程的热效应。实验结果表明：溶液初始浓度对分配系数影响较小;相比10：1是离子液体对胺类化合物的溶解饱和临界点,当相比大于10：1时,分配系数降低;NaCl、K2SO4可以增大萃取分配系数,ZnSO4对分配系数几乎没有影响;pH增加,分配系数增大;离子液体对不同取代基的胺类萃取能力有较大的差异,咪唑基团上取代烷基的长度对不同胺类物质的分配系数影响较显著;萃取过程属于焓增大的吸热过程。     

荔枝皮对重金属Ni~(2+)的吸附性能

采用批量实验研究了荔枝皮对水中重金属Ni2+吸附的影响因素(如接触时间、pH和吸附剂量)、吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学等,并讨论了其吸附机理。结果表明,未改性荔枝皮和改性荔枝皮对Ni2+的吸附平衡时间均为30min;最适pH为6.0~7.0;最佳吸附剂量均为20 g/L。吸附过程均能用Langmuir和Freundlich等温线模型来很好地描述,且均符合假二次动力学模型。改性荔枝皮和未改性荔枝皮对Ni2+的最大比吸附量分别为11.88和5.19 mg/g。此外,热力学研究结果表明,未改性荔枝皮和改性荔枝皮吸附Ni2+均属于非自发的放热过程。     

藻类生物膜脱氮除磷动力学研究

将水华鱼腥藻附着固定在改性的弹性聚氯乙烯载体表面形成藻类生物膜,用于研究其脱氮除磷动力学过程。保持氮磷比约为11∶1,配制NH+4-N和PO3-4-P初始浓度变化范围分别为4.31~229.91和1.70~69.15 mg/L的模拟废水,在废水p H为6.8~7.2、室温、光照强度3 500 lx、连续光照条件下培养藻类生物膜,利用Michaelis-Menten模型测定产率系数Y、反应速率常数k与半饱和常数Km。结果显示,藻类生物膜对氮、磷的去除速率随着营养物质浓度的升高而增加;与磷相比,藻类生物膜对氮的利用效率更高。藻类生物膜脱氮除磷动力学系数分别为:1 N:Y=0.72(mg/m2chla)/(mg/L NH+4-N),k=1.24(mg/L NH+4-N)/((mg/m2chla)·d),Km=17.88 mg/L;2 P:Y=2.50(mg/m2chla)/(mg/L PO3-4-P),k=0.35(mg/L PO3-4-P)/(mg/m2chla)/d,Km=7.29 mg/L。     

咪唑类［PF6］-型离子液体萃取胺类化合物

以咪唑类[PF6]-型离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF6])、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Hmim][PF6])和1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Omim][PF6])对苯胺、对氯苯胺等7种胺类化合物的萃取,考察了溶液初始浓度、相比、盐类、pH及离子液体咪唑基团上取代烷基对萃取平衡的影响,并研究了萃取过程的热效应.实验结果表明:溶液初始浓度对分配系数影响较小;相比10:1是离子液体对胺类化合物的溶解饱和临界点,当相比大于10:1时,分配系数降低;NaCl、K2SO4可以增大萃取分配系数,ZnSO4对分配系数几乎没有影响;pH增加,分配系数增大;离子液体对不同取代基的胺类萃取能力有较大的差异,咪唑基团上取代烷基的长度对不同胺类物质的分配系数影响较显著;萃取过程属于焓增大的吸热过程.     

天然黄铁矿对草甘膦的吸附性能

研究了天然黄铁矿对草甘膦吸附性能和机理。主要进行了p H、温度、吸附剂投加量、磷酸盐浓度和草甘膦初始浓度等因素对黄铁矿吸附草甘膦的静态吸附实验,并且进行了动力学和热力学的分析。研究结果显示,较高的p H、较低的温度和一定的磷酸盐含量对黄铁矿吸附草甘膦具有促进作用;采用Freundlich和Langmuir吸附等温式都可以对黄铁矿吸附草甘膦的过程进行拟合,Freundlich等温式的拟合效果好于Langmuir吸附等温式;伪一级和伪二级动力学都能对吸附过程进行模拟,二级动力学拟合效果优于一级动力学;热力学结果显示,黄铁矿吸附草甘膦是一个自发的放热过程,在低温条件下,最大吸附量可以达到4.62 mg/g。     

油茶果壳对水溶液中结晶紫的吸附性能

研究了油茶果壳(COS)对结晶紫的吸附特性,考察了COS用量、p H值对COS吸附性能的影响。结果表明,在COS用量为0.30 g、结晶紫初始浓度为50 mg/L、p H=8.00溶液条件下,室温振荡3 h达到吸附平衡,平衡状态下油茶果壳对结晶紫的去除率达到98.01%。用拟一级动力学模型、拟二级动力学模型和内扩散模型分别对动力学数据进行拟合,结果发现,COS吸附结晶紫的动力学数据符合拟二级动力学模型,结晶紫初始浓度为40 mg/L时速率常数和相关性系数分别为0.0436 L/(mg·min)和0.9999。吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,随温度在一定范围内升高,最大吸附量增大,且相关性系数均高于0.99,当T=293 K时COS对结晶紫的最大吸附量为26.932 mg/g。热力学计算结果表明,该吸附过程是一个伴有物理吸附的吸热反应,可自发进行。此外,再生实验结果发现,油茶果壳再生7次后,对结晶紫的去除率仍为95%以上。     

气液相组合生物法净化低浓度甲醛废气研究

对生物膜填料塔 液相生物处理的组合系统净化低浓度甲醛废气进行实验研究,结果表明,组合系统对甲醛废气的净化效果明显优于单独生物膜填料塔净化系统,甲醛净化效率提高35%以上,甲醛生化去除量增大50%以上.动力学研究结果表明,甲醛在生物膜上的生化降解反应为慢速生化反应,需要采取强化甲醛液相生化降解反应、提高反应速率的措施,来提高废气中甲醛的生物净化效果.     

基于SIMULINK的硝化反应动力学模型的仿真

利用MATLAB/SIMULINK对序批式生物膜反应器内的氨氧化细菌与亚硝酸盐氧化菌的生化反应进行仿真预测。模型的验证结果表明,适当的选择模型中的溶解氧浓度、碱度以及温度3种参数,SIMULINK仿真动力学模型能够比较准确地对氨氧化细菌与亚硝酸氧化细菌处理生活污水的过程进行仿真和预测.NH4+-N、NO2--N和NO3--N 3种基质仿真值的绝对平均误差最大为15.88,最小为1.13;NH4+-N、NO2--N和NO3--N的Nash.Suttcliffe模拟效率系数分别为99.36%、98.64%和99.25%;此外,还对SIMULINK仿真动力学模型中的溶解氧浓度、碱度以及温度进行了灵敏度分析,结果表明,温度的灵敏度最大、溶解氧次之、碱度灵敏度相对最小。     

废水处理生物膜法的反应动力学过程

生物膜法的动力学过程包括底质和氧的液膜扩散、生物膜内扩散与生物膜内生化反应等几个组成部分。目前,不少数学模式是直接采用米氏公式或一次关系式建立反应速度和进水底质浓度之间的关系。但是,由于膜扩散的影响,膜内底质环境与膜表面的液相环境是不同的,尤其当生物膜厚度较大、底质的     

低温下生物膜流化床工艺硝化反应动力学研究

采用生物膜流化床工艺对中部某城镇污水处理厂进行提标改造,在冬季水温低于14℃时进行中试研究。取好氧池1和2中的部分填料经小试实验对其中的硝化反应动力学分析,得出填料上相应生物膜硝化反应速率表达式。并通过物料衡算计算出两级生物膜流化床反应器硝化反应动力学模型,经过实际中试实验,测得实际值与计算值相关性较好,其相对误差在15%以下。应用模型在单个反应器为完全混合、整体为推流模式的多级生物膜流化床工艺,得出NH4+-N出水浓度计算表达式。     

2,4,6-三氯酚在盐城湿地土壤中的吸附行为

2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)是造纸废水中的有机污染物之一,具有毒性强、难生物降解等特点。为了解盐城湿地土壤对2,4,6-TCP的吸附行为,采用批平衡实验研究了2,4,6-TCP在该土壤中的动力学和热力学吸附特征,并考察了不同溶液pH及离子强度对土壤吸附2,4,6-TCP的影响。结果表明,在水土比为10∶1的条件下,当溶液pH为3~9时,吸附系数Kd随pH的升高由8.01 L/g降到1.57 L/g;当Ca Cl2溶液浓度为0、0.01和0.1 mol/L时,该土壤对10 mg/L 2,4,6-TCP的吸附量则分别为20.64、26.62和39.57 mg/kg。与拟一级动力学模型和拟二级动力学模型相比,双室一级动力学模型能较好地描述湿地土壤对2,4,6-TCP的动态吸附过程。在288、298和308 K温度下Freundlich方程能较好地拟合2,4,6-TCP的吸附等温线,吸附系数Kf随温度的升高依次为5.91、7.35和11.14(mg/kg)/(mg/L)n,该吸附过程为自发的吸热反应。     

pH对高浓度氨氮短程硝化抑制动力学的影响

在移动床生物膜反应器(MBBR)实现稳定短程硝化的前提下,采用模拟废水进行批式实验,研究生物膜短程硝化过程的基质抑制动力学特性及pH的影响.基于Haldane模型建立短程硝化基质抑制动力学方程,确定不同pH条件下的动力学常数.结果表明,不同pH条件下,高浓度氨氮对短程硝化的抑制特性均符合Haldane模型.pH为7.0、8.0和9.0时的氨氮最大比降解速率(qmax)分别为9.906、16.234、14.742mg/(g·h),pH=8.0是获得高效的短程硝化效果的适宜运行条件.但半亚硝化的实现则需要在氨氮降解速率适当降低的条件下(pH=7.0)才能实现.     

重金属镉对污水生物膜吸附菲的影响机制

为了探究重金属镉(Cd)对污水生物膜吸附菲(phenanthrene,PHE)的影响及机制,以新疆乌鲁木齐某含油污水库生物膜为研究对象,通过对比有Cd²⁺和无Cd²⁺条件下,污水生物膜对PHE的吸附性能,Cd²⁺的存在对污水生物膜吸附PHE有促进作用。有Cd²⁺和无Cd²⁺条件下,在pH=6、温度为35℃时污水生物膜对PHE的吸附效果最好;吸附动力学和吸附等温线方程均符合拟二级动力学和Langmuir模型,说明吸附以单分子层的化学吸附为主,并且有Cd²⁺时污水生物膜对PHE的最大吸附量比无Cd²⁺时高出21.8%。SEM、FTIR和XPS的表征分析结果表明,有Cd2+和无Cd2+条件下污水生物膜表面与PHE发生作用的基团基本相同,吸附过程中的主要官能团为有机质中的羟基、羧基和酰胺基团。     

2,6-二硝基甲苯在土壤中的吸附行为

采用静态吸附实验,对供试土壤吸附2,6-二硝基甲苯(2,6-DNT)的过程进行了研究,探讨了土壤对2,6-DNT吸附的动力学及热力学特征,并研究了溶液p H、土壤投加量对吸附的影响。结果表明:2,6-DNT在供试土壤上的吸附在24 h达到平衡,吸附过程符合拟二级动力学模型;Freundlich模型能够很好的拟合土壤对2,6-DNT的吸附等温曲线;热力学计算结果表明供试土壤对2,6-DNT的吸附反应是自发和吸热过程;p H对吸附过程影响不大,随着土壤投加量的增加,2,6-DNT去除率不断提高,单位土壤的平衡吸附量不断降低并且逐渐趋于平缓。     

TiO_2@碳纳米管吸附去除盐酸四环素

采用静电组装法制备了Ti O2@碳纳米管复合吸附剂,用以除去水中的盐酸四环素。通过FE-SEM、EDS和XRD进行表征,考察了pH、初始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响,研究了吸附动力学、等温模型和热力学,并对吸附剂的再生进行了评价。结果表明,复合吸附剂对盐酸四环素的最大饱和吸附量为52.33 mg/g;最佳吸附pH值为6,强酸不利于吸附;当初始浓度在15~60 mg/L范围内时,吸附量随着初始浓度的增大而增加;当吸附剂投加量为0.50 g/L时,吸附效率最高。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型。热力学参数ΔG0、ΔH0,表明该吸附过程是自发、吸热过程。H2O2-Ti O2光催化协同效应可有效完成吸附剂的再生。