磁性微碳球改性材料修复Pb污染土壤的影响因素与作用机理

Pb(Ⅱ)是有毒重金属,被世界卫生组织国际癌症研究机构列为一类致癌物,如何从土壤中去除Pb是土壤污染修复中的重要课题。该文采用水热合成法制备磁性陶粒负载微碳球并经聚乙二醇改性功能材料MCCSPG用于土壤Pb污染修复。结果表明,MCCSPG对土壤Pb具有很好的吸附去除效果,总Pb平均去除率为94.11%,有效态Pb去除率达95%以上。在影响土壤Pb去除率的因素中,材料投加量、作用时间和土壤Pb初始含量在吸附平衡之前与去除率均为正比关系,而pH为弱酸性时去除率大,pH为4.9时吸附量最大,材料的最大吸附容量可达48 mg/g。MCCSPG对土壤中Pb不仅存在化学吸附,还有相当数量的物理吸附,吸附过程符合Freundlich等温吸附和准一级动力学模型。吸附上升阶段持续时间长、吸附量起点低,材料投入土壤吸附Pb需要12 d以上达最大吸附量。

磁性粉煤灰陶粒的挂膜实验研究

将磁性粉煤灰填料应用于MBBR反应器中进行挂膜试验。研究表明:磁性粉煤灰陶粒用作生物填料在污水的挂膜性能及主要污染物去除功能上均优于非磁性载体生物膜反应器。磁性载体在第9 d即开始挂膜,而非磁性载体则需11 d,磁性载体生物膜反应器对COD、NH_3-N的去除率比非载体生物膜反应器高出5%~10%左右。表明填料表面的弱磁场可以提高微生物活性,从而缩短挂膜周期,提高生物膜反应器处理污水的效率。

磁场强化曝气生物滤池处理高浓度氨氮废水的研究

本研究采用普通陶粒、普通陶粒外加静态磁场(50 mT)和磁性陶粒(2.5 mT和5 mT)曝气生物滤池处理高浓度氨氮废水,对比研究了不同类型和强度的磁场强化下曝气生物滤池的硝化反硝化效果,并通过分子生物学手段系统分析了磁场强化硝化反硝化的微生物学机理.结果表明,随着氨氮浓度增加,磁场强化下曝气生物滤池硝化反硝化效果显著高于普通陶粒曝气生物滤池.当氨氮浓度提高到400 mg∙L^(-1)时,磁场强化曝气生物滤池(磁性陶粒和外加静态磁场)的氨氮去除率大于97%,高于普通陶粒曝气生物滤池的氨氮去除率(88%);磁场强度为2.5 mT的磁性陶粒曝气生物滤池的总氮去除率达到67%,显著高于其他3个曝气生物滤池(p<0.05)(分别为55%、54%和55%).分子生物学检测结果表明,2.5 mT磁场强度的磁性陶粒上生物膜的硝化反硝化酶活性和功能基因丰度大幅提高,硝化反硝化细菌的丰度及多样性显著增加.