一株锰氧化细菌AL-6与柚子皮生物炭耦合修复电解锰渣场污染地下水特性研究

为了研究电解锰渣场污染地下水中复杂废水的修复问题,以农业废弃物柚子皮为原材料制成生物炭作为菌株Acinetobacter baumannii AL-6固定化载体(MBC),得到菌株生物炭耦合体系（MBC）。探究了该耦合体系对含锰、氨氮以及高钙镁离子复合废水的综合处理能力,同时构建序批式间歇反应器（SBR）以探究其在废水处理中的应用潜力。实验结果表明,MBC在48 h内去除了98.46%的锰。与2个独立的实验组（生物炭组,菌株AL-6组）相比,MBC对锰的去除具有良好的协同作用。MBC对锰的平均去除率为15.87 mg/(L·h),是菌株AL-6组的1.09倍,生物炭组的14.33倍。此外,MBC对氨氮的最大去除率为71.92%,对钙镁离子也有一定的去除效果,分别为41.46%和26.95%。在SBR中,MBC能去除90.1%的锰和85.44%的氨氮。结果表明,微生物固定化具有巨大的应用潜力,可用于处理电解锰渣复合污染废水。     

碱改柚子皮生物炭对水体中Mn(Ⅱ)的动态吸附研究

为了探求碱改柚子皮生物炭在实际应用中去除水体中Mn(Ⅱ)的理论依据,考察了其在固定床中对Mn(Ⅱ)的动态吸附.以流量、床高、Mn(Ⅱ)初始质量浓度为变量,研究了这三类运行条件对碱改柚子皮生物炭在固定床中吸附Mn(Ⅱ)的影响,并对实验结果进行了模型拟合,结果表明:碱改柚子皮生物炭对Mn(Ⅱ)的吸附有一定的缓冲作用;降低流量和Mn(Ⅱ)初始质量浓度,增加床高均能使固定床的运行时间延长;在流量为1 mL/min,Mn(Ⅱ)初始质量浓度为150 mg/L,床高为2 cm时,观察到了碱改柚子皮生物炭对Mn(Ⅱ)的最大比吸附量为25.59 mg/g;Thomas模型表明内部扩散和外部扩散不是吸附过程中的限制性步骤;在Adams-Bohart模型的拟合中发现固定床系统吸附初期的动力学受外部传质控制,且其线性表达式(BDST模型)较为准确的预测了各初始条件下Mn(Ⅱ)穿透70％的运行时间;modified dose-response模型准确的描述了Mn(Ⅱ)穿透曲线的形状.     

氯化锌改性玉米秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

为了提高对废水中Cr （Ⅵ）的去除效率,获得高效且成本低廉的吸附剂,以农业废弃物玉米秸秆为原材料制备生物炭,并采用氯化锌对其进行改性。实验表明,在固液比为2 g/L、pH为2、Cr （Ⅵ）溶液初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为6 h时,最佳改性剂比例条件下改性炭的去除率能够达到99.3%,比未改性的生物炭高73.7%。此外,考察了单一因素改性剂比例、溶液pH、吸附温度、离子强度对吸附效果的影响。同时研究了改性炭对Cr（Ⅵ）的吸附动力学和吸附等温线。结果说明该吸附是自发、熵增的吸热过程且吸附反应符合准二级动力学方程和Langmiur等温模型,最大饱和吸附容量为72.46 mg/g。通过扫描电镜（scanning electron microscopy）、傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy）、X射线衍射（X-ray diffraction）等方法对原炭（biochar）和改性生物炭（modified biochar）进行表征,分析表明改性炭微孔结构明显,表面粗糙,吸附位点增加,芳香化程度提高,从而提高了吸附性能,且锌以氢氧化物颗粒形式存在于生物炭表面。