碱化膨润土-海藻酸钙固定化颗粒作为微生物载体对微污染废水的处理性能

作     者：刘晓玉 张亦飞 邓立聪 Xiaoyu LIU;Yifei ZHANG;Licong DENG

作者机构：中国科学院过程工程研究所绿色制造创新研究院绿色过程与工程重点实验室湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《过程工程学报》 (The Chinese Journal of Process Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第11期

页      面：1584-1592页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(编号:21276258)。 

主　　题：微污染废水 碱化 膨润土 海藻酸钙 

摘      要：近年来,微污染景观水体表现出氨氮、化学需氧量(COD)超标的水质恶化趋势。使用吸附材料是解决该现状的有效途径之一,但是这类材料往往不具备原位长期稳定的处理性能。针对这一问题,本工作选用生物相容性良好的海藻酸钙作为固定剂,制备得到碱化膨润土-海藻酸钙固定化颗粒,探究固定化颗粒作为微生物载体对模拟微污染水体中NH_(3)-N和COD的去除效果。通过溶胶凝胶法采用海藻酸钙固定不同浓度NaOH溶液碱化的膨润土合成系列碱化膨润土-海藻酸钙固定化颗粒。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、Zeta测试、BET比表面积测试对制备得到的系列碱化膨润土及固定化颗粒进行表征,并分析固定化颗粒作为微生物载体对微污染废水的处理性能。研究结果表明,0.5 mol/L NaOH溶液处理的膨润土具有最低的Zeta电位(-27.4 m V),其表面电负性增强,且表面片层状结构增加。制备的0.5B-CA固定化颗粒比表面积最大,为12.1m^(2)/g,比膨润土原土合成的固定化颗粒(0B-CA)比表面积增加了28%,有利于微生物附着生存。0.5B-CA固定化颗粒作为微生物载体显示出最佳的NH_(3)-N和COD去除性能。在10周期处理中,所有处理后废水的NH_(3)-N浓度和COD浓度均分别降至1和20 mg/L以下,达到了国家地表水环境Ⅲ类水标准。本工作制备的碱化膨润土-海藻酸钙固定化颗粒作为微生物载体,在污水处理中同时发挥膨润土的吸附作用与微生物的去除作用,对NH_(3)-N和COD有着优异的去除性能及长期稳定的去除能力,为其在实际场景的应用提供了可能。