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环境科学研究 2020年第1期33卷 130-137页

作者：王尉常雅军崔键刘晓静杜凤凤姚东瑞江苏省中国科学院植物研究所

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 react... 详细信息

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CODCr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. 12×10^6nmol(以每g干质量磷脂计)增至24. 02×10^6nmol.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CODCr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.

关键词：改性丝瓜络生物膜原位脱氮系统(BDBR) 富营养化脱氮效应

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改性丝瓜络对水中典型污染物的吸附研究

改性丝瓜络对水中典型污染物的吸附研究

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作者：王俊丽郑州大学

学位级别：硕士

水体中重金属污染、有机污染、生物污染日益严重,污染物的存在对人类、动物和生态环境构成严重威胁。因此从水体中去除污染物是众多科研工作者的研究方向之一。在众多的污染物去除办法中,吸附法因操作简单,吸附迅速,对吸附条件要求简单... 详细信息

水体中重金属污染、有机污染、生物污染日益严重,污染物的存在对人类、动物和生态环境构成严重威胁。因此从水体中去除污染物是众多科研工作者的研究方向之一。在众多的污染物去除办法中,吸附法因操作简单,吸附迅速,对吸附条件要求简单等特点被广泛应用。吸附法的重点是制备出优良的吸附剂,丝瓜络作为一种天然的植物纤维,具有很高的机械强度和刚度,且耐酸碱盐,纤维素分子上含有大量的羟基,C6位上的伯羟基的反应能力高,易于修饰,因此丝瓜络(LG)是优质的生物质吸附剂。本文以丝瓜络为基底材料,使用环氧氯丙烷和亚氨基二乙酸(IDA)修饰得到亚氨基二乙酸改性的丝瓜络(IDA-LG),并在此基础上分别将锆(Ⅳ)、镧(Ⅲ)以络合的形式负载到IDA-LG上,得到Zr-IDA-LG、La-IDA-LG两种新的吸附剂。通过对三种改性吸附材料进行表征以及对模型污染物的动态和静态吸附实验,探讨吸附过程的影响因素和吸附机制。表征结果显示改性后吸附剂表面形貌、比表面积以及内部官能团均发生明显变化,且改性后等电点向酸性方向移动,表明丝瓜络改性成功。IDA-LG对Pb2+、Zn2+静态吸附实验结果表明较高的酸度和盐度均不利于吸附的进行。在303 K时吸附剂对Pb2+、Zn2+的最大吸附量分别为82.5 mg·g-1和25.2mg·g-1,Koble-Corrigan等温线模型(n接近于1)和动力学模型拟合表明吸附实验为单分子层的化学吸附,且伴随有离子交换的进行。在二元体系中,IDA-LG对Pb2+的亲和力高于Zn2+和Cu2+。Yan模型可以用来描述动态吸附过程,高固定床、低流速有利于动态吸附。0.1 mol·L-1 HNO3+0.1 mol·L-1 Ca(NO3)2对静态和动态下的吸附剂具有良好的解吸再生效果。改性后丝瓜络的吸附能力相比原生丝瓜络有显著提高,且对Pb(Ⅱ)表现出良好的吸附选择性。Zr-IDA-LG对邻苯二酚、阿莫西林的吸附研究结果表明,盐的存在不利于吸附;在pH值2～6范围内,Zr-IDA-LG对邻苯二酚的单位吸附量逐渐增高,在pH值6～8范围内持平稳状态,Zr-IDA-LG对阿莫西林的吸附基本不受pH影响;在优化条件下,Zr-IDA-LG对邻苯二酚的最大理论吸附量为39.7mg.g-1,对阿莫西林的最大理论吸附量为29.3 mg·g-1。Zr-IDA-LG对邻苯二酚吸附等温线和动力学模型表明吸附过程是以单分子层吸附为主,并伴随离子交换;Zr-IDA-LG对阿莫西林吸附等温线和动力学模型表明吸附过程以单分子层吸附为主,并存在杂化吸附,且伴随着离子交换。Zr-IDA-LG对邻苯二酚、阿莫西林热力学参数显示,反应是自发的,吸热的,熵增的。动态吸附实验中柱子越高、流速越低越有利于吸附的进行,同时Yan模型可以用来说明两者动态吸附行为。解吸再生实验表明新型吸附材料绿色、环保、可循环利用。La-IDA-LG对PO43-的吸附研究结果表明,在pH=4时最有利于吸附,盐度不利于吸附的进行;在303 K最佳吸附条件下,吸附剂对PO43-的最大理论吸附量为24.6 mg·L-1(以磷计);La-IDA-LG对PO43-的静态吸附机理可由Langmuir、Koble-Corrigan 和 Redlich-Peterson 以及 Pseudo-second-order、Double Constant equation和Elovich描述和预测;热力学参数显示,该吸附过程是吸热熵增自发的。Yan模型可以用来描述La-IDA-LG对PO43-的吸附过程。静态解吸再生实验表明0.1 mol·L-1NaOH可以对吸附过PO43-的La-IDA-LG,再生效果良好。本文研究结果为进一步开发利用丝瓜络奠定了理论和实验基础。

关键词：改性丝瓜络铅、锌离子邻苯二酚阿莫西林磷酸根吸附

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改性丝瓜络去除Cu^(2+)的实验条件研究

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河西学院学报 2018年第5期34卷 57-61页

作者：王进喜兰州文理学院化工学院甘肃兰州730000

选择天然纤维素丝瓜络接枝具有重金属捕集功能的基团,使其在发挥吸附作用的同时强力捕集重金属.采用简单易于实现的酯化反应对丝瓜络进行改性,将对Cu2+有强配合作用的巯基(-SH)引入丝瓜络的分子链中.主要研究改性丝瓜络对Cu2+的去除效果... 详细信息

选择天然纤维素丝瓜络接枝具有重金属捕集功能的基团,使其在发挥吸附作用的同时强力捕集重金属.采用简单易于实现的酯化反应对丝瓜络进行改性,将对Cu2+有强配合作用的巯基(-SH)引入丝瓜络的分子链中.主要研究改性丝瓜络对Cu2+的去除效果,结果表明,改性后的丝瓜络对Cu2+的去除效率大大增加,扩大了天然纤维素的适用范围,减少水处理的工序,提高重金属的去除效率.

关键词：改性丝瓜络除Cu2+ 酯化反应吸附

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酯化改性丝瓜络对亚甲基蓝废水的吸附性能研究

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郑州航空工业管理学院学报 2022年第3期40卷 87-90页

作者：王泽华张珂李阳王香平孙玉郭嘉欣崔节虎郑州航空工业管理学院郑州市环境功能材料重点实验室河南郑州450015

以农业废弃物丝瓜络为基材,乙酸酐为酯化剂,在微波条件下制备了一种新型吸附材料,分析其对MB的吸附性能。研究结果表明,在pH为6~7,MB浓度为5.00mg/L,材料投加量为3g/L,温度为25℃,振荡时间为120min条件下,改性丝瓜络对MB的处理效果最佳... 详细信息

以农业废弃物丝瓜络为基材,乙酸酐为酯化剂,在微波条件下制备了一种新型吸附材料,分析其对MB的吸附性能。研究结果表明,在pH为6~7,MB浓度为5.00mg/L,材料投加量为3g/L,温度为25℃,振荡时间为120min条件下,改性丝瓜络对MB的处理效果最佳,去除效率为98.7%。改性丝瓜络对MB的吸附行为遵循准二级动力学规律。

关键词：改性丝瓜络亚甲基蓝废水吸附性能

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