钙改性玄武岩纤维对人工湿地污水处理性能的提升

为研究钙改性玄武岩纤维(Ca-MBF)及其填充方式对人工湿地污水处理性能的影响,构建中试规模的分层平铺和垂直填充Ca-MBF人工湿地,并与传统人工湿地的除污效果、酶活性空间分布、胞外聚合物含量及微生物群落结构进行对比.结果表明,Ca-MBF能提高人工湿地微生物多样性和丰富度,增加基质上层与中层硝化菌和反硝化菌丰度,促进功能属之间合作.Ca-MBF显著提高了湿地中层和下层的酶活性,使整个系统的平均酶活性升高(氨单加氧酶、亚硝酸氧化还原酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶和磷酸酶).此外,Ca-MBF促进了胞外聚合物的分泌,平均增加了29.02%~52.90%.Ca-MBF能提升湿地去除污染物的能力,分层平铺的Ca-MBF湿地效果最好,其对氨氮、总氮和总磷去除率分别提高16.72%、6.95%和6.30%.这些结果为Ca-MBF人工湿地的应用提供了有价值的参考.

改性玄武岩纤维生物巢技术在污水处理中的应用进展

改性玄武岩纤维(Modified Basalt Fiber, MBF)作为一种绿色环保的污水生物处理载体材料近年来受到重点关注,基于MBF构建的生物巢技术不仅可以强化水质净化效果,而且具有能耗低、污泥产量少等优点。从基本特性、生物相容性等方面对比常用载体材料并论述MBF的优势,梳理总结MBF生物巢技术的要点及其水质净化机理的基础上,重点介绍MBF在污水处理中的应用案例,并对MBF生物巢技术未来发展趋势和研究重点进行展望。

改性玄武岩纤维及纤维复合过滤材料的微孔结构表征的研究

利用改性玄武岩纤维和植物纤维进行复合制备了生态环境复合过滤材料.研究表明,玄武岩纤维在植物纤维中均匀弥散,使无机纤维和有机纤维各自的优良特性得到了充分的发挥.对玄武岩纤维的X射线衍射、化学组成扣处理后的变化进行了测定,探讨了其稳定的可能原因:采用红外光谱探讨了植物纤维和玄武岩纤维的微观结合机制.利用SEM和无规线团模型对其结构进行了描述,并对比了不同结构的纤维过滤材料的特征,并利用孔径分析仪对滤材的孔径结构进行了表征,较系统的描述了该材料的性能.

玄武岩纤维表面改性及其对砂浆性能的影响

为了提高玄武岩纤维与水泥基材料界面的结合力,采用不同质量分数硅烷偶联剂(KH550)溶液、纳米SiO_(2)和KH550复合液对玄武岩纤维进行表面改性,从改性玄武岩纤维的表面形貌、纤维接枝率、纤维耐腐蚀性能和掺改性纤维后水泥砂浆的力学性能等方面进行分析。结果表明:不论是采用KH550溶液、还是采用纳米SiO_(2)和KH550复合液对玄武岩纤维表面改性后,玄武岩纤维表面均会附着颗粒物,且随着KH550质量分数增加和纳米SiO_(2)掺量增加,附着的颗粒物、纤维的接枝率均逐渐增加,耐腐蚀性能逐渐提升;掺改性玄武岩纤维后水泥砂浆的抗压强度和抗折强度均有所提高,这是因为玄武岩纤维表面改性增大了玄武岩纤维与水泥基材料的机械咬合力和化学键合力。

改性玄武岩纤维增强HDPE复合材料的刚性及耐刮擦性能研究

采用硅烷偶联剂KH550对玄武岩纤维(BF)进行预接枝改性处理,得到改性玄武岩纤维(W-BF),W-BF与高密度聚乙烯(HDPE)熔融复合,制备改性玄武岩纤维增强高密度聚乙烯复合材料(HDPE/W-BF),研究复合材料的刚性、耐刮擦性能和微观形貌。结果表明:通过超声分散,使KH550成功接枝BF表面。当W-BF含量为8%,HDPE/W-BF的拉伸强度达到57.00 MPa、弯曲强度达到82.33 MPa,磨损失重降至3.2×10^(-8)mm^(3)/(N·m),摩擦系数为0.07,达到最佳耐刮擦性能。W-BF含量为8%时,W-BF在复合材料中的分散最均匀。

改性玄武岩纤维填料的生物亲和性及污水处理应用

改性玄武岩纤维(MBF)是一种新型无机微米级纤维填料。为了研究MBF填料的生物亲和性,评估其推广应用的可行性,采用扩展DLVO理论构建了细菌与MBF填料间附着行为的动力学数学模型,并将MBF作为生物接触氧化反应池的填料处理合成市政污水,初步评价MBF填料的污水处理效果。结果表明:枯草芽孢杆菌在MBF填料表面发生了牢固且较强的黏附行为,二者间不存在能垒障碍,故MBF填料具有较高的微生物附着能力。此外,基于MBF填料的生物接触氧化反应器启动较快,可长期维持稳定运行。COD、NH;-N和TN平均去除率分别可达到94%、99.5%和97%。因此,MBF填料在环境工程领域具有较好的推广应用前景,可作为传统有机填料的替代品。

玄武岩纤维布/PVC复合材料的制备及力学性能研究

以玄武岩纤维代替传统的聚酯纤维,经表面改性后与PVC复合,制备玄武岩纤维布/PVC复合材料,探究不同种类偶联剂对玄武岩纤维的改性效果,并对复合材料的力学性能进行分析。结果表明:钛酸酯偶联剂对玄武岩纤维具有最佳的改性效果,改性纤维的亲水性明显降低。改性纤维表面存在疏水的烷基且形貌较粗糙,使玄武岩纤维与PVC的相容性得到提升。相比传统的聚酯纤维,以改性玄武岩纤维布为增强基材,制备的PVC复合材料的断裂伸长率小于6%,低于普通聚酯纤维/PVC复合材料;与未改性的玄武岩纤维对比,偶联剂改性的复合材料拉伸强度略微降低,但剥离强度明显提高,钛酸酯改性的复合材料剥离强度提高28.6%。

MBF生物巢反应器对不同稀释比下高盐度工业垃圾渗滤液的处理效果

为高效处理高盐垃圾渗滤液,使用改性玄武岩纤维(MBF)填料构建新型生物接触氧化反应器,并全面评估形成的生物巢对高盐废水的处理效果。结果表明:MBF生物巢反应器对高盐垃圾渗滤原液中COD、NH^(+)_(4)-N、TN和TP的平均去除率分别达到(26.3±12.4)%、(29.4±8.8)%、(27.6±7.6)%和(16.5±10.4)%,对经1∶16稀释的渗透液中相应污染物的去除率则最高提升至(43.7±11.6)%、(59.5±21.4)%、(57.1±12.2)%和(26±8.2)%。废水经处理后,可生化性(B/C)从0.08最高提升至0.36(稀释条件为5∶16)。此外,高盐废水还能促使微生物分泌更多的胞外聚合物(EPS),其含量在原水条件下为417.5 mg/g(VSS),而在稀释后(稀释比1∶16时)下降至231.6 mg/g(VSS)。微生物种群结构分析显示,Halomonas作为一种好氧硝化-异样反硝化菌属在低稀释比的反应器中相对丰度较高,且随着盐度的降低而降低。对功能基因进行注释发现,盐度主要对生物的氨氧化过程产生抑制,在R-1、R-2和R-3号反应器中未检测出amoABC和hao表达,而反硝化功能酶的表达量也较种泥有所减少。该研究成果显示了MBF生物巢有对高盐水质的抗胁迫能力,为其在高盐垃圾渗滤液生物处理的推广应用提供依据。