基于玄武岩纤维载体的生物膜法净化污染河道水体

为考察不同水体环境状况下,所构建的基于玄武岩纤维的污染河道水体净化技术的净化效能,通过模拟不同pH、温度及DO的污染河道水体环境,研究了水体中的COD、氨氮及TP指标变化规律,得到所构建的净化技术对COD、氨氮及TP的削减速率。研究结果表明,不同温度环境下COD、氨氮及TP的净化效率会随着时间增加而增强;不同DO环境下COD、氨氮及TP的净化效率随时间增加而增强;不同pH条件下COD净化效率随着时间增加而持续增强,氨氮净化效率随时间增加至某一极值后趋于平稳,而TP的净化效率会随着时间增加表现先升高后降低的趋势。此外,实验期间不同水体环境下COD、氨氮与TP皆在温度20~25℃,pH为7,DO为2~4 mg/L时分别获得93%、90%和36%的最大净化效率;根据实验结果得出的最适宜水体环境为温度20~25℃,pH为7,DO为2~4 mg/L;COD、氨氮及TP削减速率分别为0.63~0.84、3.6×10-3~4.0×10-2和7.1×10-4~2.9×10-3 kg/(m3·d)。     

微波辅助PAN改性纤维的制备表征及其对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能

以聚丙烯腈（PAN）纤维作为原材料,利用微波辅助对纤维进行改性,制备出偕胺肟基PAN改性纤维（AOPANFmw）。采用正交实验方法优化改性纤维的制备条件;利用傅里叶红外光谱（FT-IR）、X射线能谱仪（EDS）对改性前后的纤维进行表征,同时考察了改性纤维对Cr（Ⅵ）的吸附性能。实验结果表明,改性纤维的最佳制备条件是：反应温度105 ℃、反应物投加比4：3、反应时间7 min、浴比40：1。红外光谱证明偕胺肟基团成功接枝在纤维的表面,EDS结果显示在吸附后的纤维上出现明显的Cr（Ⅵ）峰。纤维对Cr（Ⅵ）具有良好的吸附性能,25 ℃条件下,改性纤维对Cr（Ⅵ）的吸附平衡时间为7 h,饱和吸附量为69.55 mg·g-1。当多组分干扰离子共存时,对Cr（Ⅵ）的吸附性能影响不大。     

O3/ACF体系降解废水中的三烯丙基异氰脲酸酯

三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）生产废水具有有机物浓度高、难降解的特点,常规的处理方法对其处理效果普遍较差。本研究采用O3/ACF协同催化氧化技术,以三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）生产废水为研究对象,分析了O3/ACF催化降解TAIC废水的作用机理,并考察了ACF（活性炭纤维）用量、O3浓度、pH、TAIC初始浓度及ACF使用次数对处理效果的影响。实验结果表明：通过投加叔丁醇和双氧水的对比分析,验证了反应过程中·OH自由基的存在;在ACF投加量为1.2 g·L-1,TAIC初始浓度200 mg·L-1,pH 7.0,臭氧浓度2 g·h-1,反应40 min后,TAIC的去除率为93.54%。     

膜曝气生物反应器对受污染地表水的处理效果

以聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜为膜曝气生物反应器（MABR）的膜载体,探讨了MABR对模拟地表水的处理效果及其主要控制条件。采用序批式处理方式,重点考察了不同曝气强度（0.5、1和1.5 L·min-1）、不同压力（0.01、0.015和0.02 MPa）以及不同膜面积（0.3、0.5和0.6 m2）等受试条件下,MABR对TOC、总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮等主要污染物的处理效果。结果表明：在受试范围内相同膜面积下压力越大,氨氮、总氮处理效果越好。不同压力对TOC的去除率影响不大,TOC去除率均在85%左右。压力对硝态氮含量影响效果显著,0.01 MPa下同时硝化反硝化作用最好。曝气强度为1 L·min-1 MABR处理效果优于0.5和1.5 L·min-1曝气强度,而膜面气流流速为6.7 cm·s-1时MABR处理效果最佳。     

多基团秸秆纤维对水体中铜/磺胺甲恶唑复合污染物的定量吸附性能

以秸秆纤维为研究对象,通过醚化和接枝化修饰方法赋予其纤维结构的季胺基(-N⁺)、羧基(-COOH)等,从而制备出多基团纤维材料(NCS)。在一元和二元吸附体系中,考察了NCS对不同pH水体中铜/磺胺甲恶唑(SMZ-Cu)复合污染物的去除效果。Langmuir吸附等温线拟合结果表明,NCS对SMZ和Cu(Ⅱ)的最大理论吸附量分别为59.76 mg·g⁻¹和4.71 mg·g⁻¹,以及对络合物中SMZ和Cu(Ⅱ)的最大理论吸附量分别为56.21 mg·g⁻¹和5.54 mg·g⁻¹。吸附过程也符合准二级动力学方程,属于化学吸附。相比而言,NCS在一元吸附体系中更倾向单一吸附SMZ而不是Cu(II)。而且,多重相互作用使NCS在二元吸附体系中主要吸附SMZ-Cu为主,而不是单一污染物。密度泛函理论(DFT)计算不但验证了上述结果,还定量地解释在单一吸附系统中,NCS的-N⁺结构中-COOH与SMZ中磺酰氨氮结合最稳定,而C-N则与Cu结合能最大;在二元吸附体系中,最主要的吸附结构是SMZ-Cu以Cu接近NCS方式,而络合-解络合-再络合模式是该体系中Cu被吸附增加的原因。     

废弃棉布制备活性炭纤维处理六价铬微污染水

采用废弃棉布制备活性炭纤维（ACF）,并将其用于吸附处理六价铬微污染水。研究了吸附时间、吸附剂量和pH等对吸附效果的影响,并探讨了吸附过程的吸附热力学和动力学。结果表明,当微污染水中Cr（VI）浓度为1.0 mg/L,ACF剂量为0.5 g/L,吸附时间180 min时,可去除98.33%的Cr（VI）。Cr（VI）在ACF表面的吸附符合Freundlich吸附等温模型,ACF对水中Cr（VI）的吸附符合准二级动力学反应。     

Adsorption and recovery of phosphate from water by amine fiber, effects of co-existing ions and column filtration

A weak-base adsorption fiber,acrylic amine fiber(AAF),was prepared for removal and recovery of phosphate from water.The adsorption properties of the AAF for phosphate and effects of co-existing ions were investigated using batch and column filtration experiments,scanning electron microscope,and Fourier transform infrared techniques.Experimental results showed that AAF had a high phosphate adsorption capacity of 119 mg/g at pH 7.0.The effects of calcium,sulfate,carbonate,nitrate,and fluoride show...     

以秸秆纤维废弃物为还原剂生产金属化球团

秸秆纤维是以玉米、小麦、水稻等作物秸秆为原料,经汽曝-水洗-机械分梳提取有用物质后,通过气流粉碎和有机糖提纯后得到的产物,是一种清洁、可再生的还原剂。在掌握秸秆纤维特性的基础上,对秸秆纤维用于转底炉直接还原工艺生产DRI进行了探讨。研究结果表明:秸秆纤维尽管其固定碳含量较低,但其氢含量较高,灰分和硫含量较低,且其纤维状结构有利于含碳球团成球。与传统还原剂相比,秸秆纤维含碳球团具有更好的还原效果和更高的抗压强度。此外,秸秆纤维含碳球团也有C/O低和还原时间短的优点,适宜的C/O和恒温时间为0.8和15 min,且选用秸秆纤维粒度小于0.15 mm时效果更佳。     

活性炭吸附-微波技术再生处理粘胶纤维废气的研究

针对粘胶纤维厂冷凝处理后的废气浓度低的特点,开发了吸附-微波再生处理技术.主要考察了吸附剂的种类、H2S和CS2进口浓度、湿度的影响,同时还对微波再生条件和效果进行了实验.结果表明,活性炭对二硫化碳的吸附效果较好;H2S和CS2进口浓度很低（Ci＜200 mg/m^3）时对吸附影响不明显;湿度对吸附影响很大.实验亦证实,微波再生后的活性炭性能有很大的改善.     

改性丝瓜络填料对富营养化水体的高效脱氮特性

生物膜技术是污水处理的研究热点之一,但存在挂膜时间长、反硝化碳源供给不足等问题.为解决这一问题,以不同浓度NaOH溶液（对照组、2%、5%和10%）对丝瓜络进行改性处理,再将其作为挂膜填料构建BDBR（biofilm denitrification batch reactor,生物膜原位脱氮系统）,研究BDBR的脱氮效能.结果表明:①当系统运行至第4天时,对照组、2%组、5%组和10%组反应器的COD_Cr去除率趋于稳定,分别为78.9%、76.8%、80.8%和73.9%;当系统运行14 d时,对照组、2%组、5%组和10%组反应器的TN去除率趋于稳定,分别为67.2%、90.8%、91.9%和83.2%;而当系统运行至第10天时,2%组、5%组和10%组反应器对NH₃-N的去除率趋于稳定,依次为82.8%、88.4%和78.8%,显著高于对照组（68.1%）.②改性丝瓜络反应器的膜生物量（2%组、5%组和10%组）均显著高于未进行改性处理的对照组,且随NaOH溶液浓度从2%增至10%,对应反应器膜生物量从12.12×106 nmol（以每g干质量磷脂计）增至24.02×106 nmol.③改性丝瓜络填料上的生物膜的硝化、反硝化菌数量均显著高于未改性处理的丝瓜络填料的硝化、反硝化菌数量.研究显示,丝瓜络填料所构建的BDBR对富营养化河道水中的COD_Cr均有较高的去除能力,这与丝瓜络是否进行改性无关.但用浓度为2% NaOH溶液对丝瓜络进行改性处理后构建的BDBR体现出了最高的生物膜硝化、反硝化菌数量和最好的脱氮效果,可应用于富营养化水体的BDBR中,以实现生物膜的快速构建和系统的稳定运行.