响应面法优化磷酸改性秸秆生物炭的制备

以秸秆为原料,磷酸为活化剂制备改性生物炭,利用基于Box-Behnken中心组合的响应面法对生物炭制备条件进行优化。根据响应面分析,热解温度、保留时间和磷酸质量分数对生物炭的吸附性能有显著影响,浸渍比影响不显著;保留时间与浸渍比、磷酸质量分数与浸渍比的交互作用对生物炭吸附能力也有显著影响。根据响应面法获得生物炭制备的最优条件为:热解温度884.32℃、保留时间82.61min、磷酸质量浓度40.74%、浸渍比1.74,此时生物炭最大碘吸附预测值为1 099mg/g,与验证实验实测结果(1 063mg/g)仅相差3.28%,表明响应面回归模型预测结果可靠。响应面法优化后制得的生物炭具有更高比表面积与总孔容,因此具有更高的吸附性能。     

钝顶螺旋藻固定模拟烟道气中的CO2

研究了钝顶螺旋藻对模拟烟道气中CO2的固定性能,及其对NOx和SOx水溶形态亚硝态氮、亚硫酸氢根的耐受性。结果显示:随CO2浓度的增加,藻细胞达到最大比生长速率的时间缩短,CO2浓度为15%时藻细胞比生长速率达到最大的时间最短,生物量最终达到最大值4.1 g/L;CO2浓度为15%时藻细胞的固碳率为12.34 mg/(L·h)。研究发现,钝顶螺旋藻能够耐受浓度小于10 mmol/L的亚硝态氮,可将其作为钝顶螺旋藻生长的唯一氮源,但藻生长的延迟期增长。钝顶螺旋藻能够耐受8 mmol/L的亚硫酸氢盐,可将其作为生长的唯一硫源,藻细胞6 d后开始快速增长。     

铁负载阴离子交换树脂高效除磷研究

针对污水处理生化出水高磷酸盐浓度对水体富营养化影响的问题,采用阴离子交换树脂(AER)为基质材料,利用树脂上—NH2官能团中的N原子与Fe3+发生配位聚合,制备了除磷聚合配位交换吸附剂(Fe—PLE)。并采用Langmuir和Freundlich等温吸附方程对Fe—PLE和原AER进行了比较,发现Fe—PLE更加趋向化学吸附类型,且Fe—PLE最大吸附容量达到93.05 mg/g,比AER提高了47.98%。通过SEM、EDS、FT-IR及TGA对吸附前后Fe—PLE和AER的表征比较,认为通过配位作用形成Fe—O配位键是Fe—PLE的可溶性无机磷吸附效率提高的主要原因。通过静态吸附实验考察了吸附时间、p H和竞争性阴离子对AER和Fe—PLE吸附的影响,结果显示,Fe—PLE吸附平衡时间为1.5 h,比AER稍高;2种吸附填料都在p H 7.0时效率最高,AER的磷吸附效率对p H较为敏感,Fe—PLE能够在相对较宽的p H范围内保持高去除率;竞争性阴离子对AER磷吸附的负面影响较大,而Fe—PLE依靠其Fe—O的配位作用具有一定的抗干扰能力。通过4次循环再生实验,Fe—PLE表现出良好再生能力的同时磷有较高的回收利用率。     

胞外多聚物在厌氧污泥颗粒化成核过程中的特性

以模拟啤酒废水为底物在IC反应器中进行厌氧污泥颗粒化培养,并对污泥颗粒化过程中胞外多聚物(EPS)的主要成分变化及其与细胞表面疏水性和Zeta电位之间的相互关系进行分析,以此来阐述EPS对污泥颗粒化成核的作用。研究结果表明,好氧剩余污泥在经过56 d的培养后,平均粒径由接种时的54.72μm增长到103.46μm,实现了厌氧污泥颗粒化成核过程;EPS蛋白质含量(PN)在颗粒化过程中逐渐由接种时的18.1 mg/g增至54.3 mg/g,而EPS多糖含量(PS)则无明显变化;此外,PN/PS与污泥平均粒径、细胞表面疏水性(RH)以及Zeta电位之间呈正相关关系,相关系数分别为0.9727、0.9593和0.9274。由此可推测:厌氧污泥颗粒化成核过程的主要作用成分为胞外蛋白质,其可以改变污泥细胞表面疏水性和Zeta电位,从而在厌氧污泥颗粒化过程中有着重要的促进作用。