活性污泥和颗粒污泥生物吸附废水中Pb~(2+)的对比研究

采用序批式实验,分别以活性污泥和颗粒污泥为吸附材料,考察接触时间、pH等因素对废水中Pb2+生物吸附效果的影响.结果表明,活性污泥和颗粒污泥对低浓度Pb2+(0～20 mg/L)能在30 min内达到吸附平衡,当Pb2+浓度在20～100 mg/L时,浓度越低,达到平衡时间越快,以被动吸附为主.在Pb2+低浓度条件下(0～20 mg/L),初始pH为4～5时,Pb2+的去除率达99%以上,且初始pH值是影响活性污泥和颗粒污泥生物吸附Pb2+的重要因素.活性污泥和颗粒污泥对Pb2+的生物吸附符合朗缪尔(Langmuir)方程,在pH为4及25 ℃下,活性污泥饱和吸附量为59.88 mg/g,颗粒污泥饱和吸附量为80.65 mg/g.因此,活性污泥和颗粒污泥可作为有效的生物吸附剂处理低浓度(0～20 mg/L)含铅废水,且颗粒污泥比活性污泥的生物吸附效果好.     

固定化海带粉吸附剂对污水中3种重金属离子吸附的模拟研究

为了探讨海带粉吸附剂工业运用的可能性,采用海藻酸钙包埋法对海带粉进行固定,在合适的反应条件下对Ni2+、Cu2、pb2+三种重金属离子进行吸附.采用二级动力学方程、Langmuir方程和Freundlich方程对吸附过程进行模拟.结果显示二级动力学方程能很好地对固定化海带粉吸附剂吸附Ni2+、Cu2+、pb2+过程进行拟合,平衡时的吸附量分别达到0.317 4、0.465 9、0.501 5 mg/g,对应的二级动力学常数为0.128、0.116、0.114 g/(mg·min),即三种离子的吸附速率Ni2+＞ Cu2+＞ Pb2+;Langmuir方程和Freundlich方程都能较好地模拟Ni2+、Cu2+、pb2+的吸附过程,根据Langmuir方程Ni2+、Cu2、pb2+的最大吸附量分别达到2.786、13.699、39.063 mg/g,即吸附效果pb2+＞Cu2+＞ Ni2+,该实验对日后开发海藻生物吸附剂并将其大量制成应用产品有一定的意义.     

厦门筼筜湖污染疏浚物中铜在海水的释放动力学

本工作模拟研究了厦门筼筜污染疏浚物中的Cu 在海水中的释放动力学。Cu 在海水中的释放比较缓慢,在一周内才基本达到平衡.平衡溶出率约10%,平衡时Cu 的质量浓度达13μg/dm~3。溶出过程可用交换吸附动力学模式描述。测得溶出速率常数k_2为0.04～0.20d~(-1),表现活化能E_2≈121kJ/mol,表明Cu 与疏浚物主要以化学作用形式相互结合。本研究结果为疏浚物海上倾倒的环境评估和预测提供定量依据。     

“MgO/AC”复合材料对水溶液中Cu~(2+)和Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

用造纸草浆黑液和氯化镁为原料制得氧化镁/活性炭("MgO/AC")复合材料,分别测定了该复合材料对水溶液中Cu2+与Cr(Ⅵ)的脱除性能。Cu2+的吸附随pH值的升高而增大,pH=3时基本达到平衡;在实验考察的pH范围内(1~8),Cr(Ⅵ)的吸附呈单调递减趋势。动力学拟合结果表明,"MgO/AC"复合材料对Cu2+和Cr(Ⅵ)的吸附过程均符合伪二级动力学方程;两过程的吸附速率均随吸附温度的升高而增大,表现为吸热吸附;吸附活化能Ea分别为50.19,51.42 kJ.mol-1;"MgO/AC"复合材料对Cu2+的吸附优于对Cr(Ⅵ)的吸附。Cu2+在"MgO/AC"复合材料上的吸附过程用Langmuir模型描述更为合适,在293~323 K范围内,Cu2+的饱和吸附量为19.46~90.91 mg.g-1;Cr(Ⅵ)的吸附过程则更符合Freundlich模型。     

多酚氧化酶的固定化及其酶学性质的研究

以壳聚糖/蒙脱土插层复合物为载体,采用吸附法和戊二醛交联法固定多酚氧化酶(PPO),考察了固定化酶的最佳制备条件及其酶学性质。结果表明,吸附法固定化多酚氧化酶(A-PPO)的最佳制备条件为pH=5.0,酶与载体质量比20mg/g,固定化时间6h,固定化酶的载酶量为12.12mg/g,单位载体酶活为12.76×103 U/g,酶活回收率为81.7%。交联法固定化酶(C-PPO)的最佳制备条件为pH=4.0,酶与载体质量比75 mg/g,固定化时间6h,固定化酶的载酶量为18.33mg/g,单位载体酶活为2.78×103 U/g,酶活回收率为12.9%。A-PPO和C-PPO的最适酶促反应条件为pH=8.0,温度分别为40和30℃。与游离多酚氧化酶相比,固定化酶的操作稳定性、贮存稳定性均有所提高。固定化酶重复使用5次后,可保留37.6%以上的相对酶活。PPO,A-PPO和C-PPO的米氏常数Km值分别为0.48,0.56和3.06mmol/L,较游离酶的Km值均有所增加;最大反应速率Vmax分别为2.70,2.08和0.18U/g,较游离酶的Vmax值均有所减小。     

甲壳素对Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用正交实验法 ,使用甲壳素 (粗制壳聚糖 ) ,研究温度、时间、吸附剂用量、酸度、盐效应对甲壳素吸附水中溶解的 Cr( )离子的吸附过程的影响 ,将实验结果进行极差分析 ,得到较优的吸附条件。实验结果表明 :在 p H =2、30℃、离子强度 5 mmol/ L的条件下 ,甲壳素对 Cr( )的最大吸附量为 13.1mg/ g。根据化学平衡及红外光谱分析结果表明 :甲壳素对 Cr( )的吸附主要是游离氨基静电吸附 Cr2 O2 -7,吸附符合 L angmuir吸附等温式     

芦苇生物炭对亚甲基蓝的吸附特性研究

本文选取湿地植物芦苇作为原材料,在不同热解温度下(300~600℃),利用限氧升温炭化法制备成生物炭,通过元素分析、比表面积测定、红外光谱分析、X射线衍射分析、Zeta电位等方法研究其物理化学特征以及对亚甲基蓝的吸附特性。研究发现,当固液比为6g·L-1时,芦苇生物炭吸附亚甲基蓝的平衡时间为24h,其中,500℃下热解制备的生物炭吸附能力最强,其最大吸附量达到了5.030mg·g-1;当溶液的初始pH升高时,芦苇生物炭对亚甲基蓝的平衡吸附量随之增加并最终趋向稳定,其最佳pH为8~9;当背景溶液中的离子强度增加时,芦苇生物炭对亚甲基蓝的平衡吸附量略有减少,降幅范围为5%~22%;Langmuir等温线模型对吸附数据具有很好的拟合水平(R20.99),说明芦苇生物炭对亚甲基蓝的吸附为单分子层吸附。     

黄河口海域沉积物对重金属的吸附

以黄河口海域表层沉积物为研究对象,研究沉积物对重金属Cu、Pb的吸附特性,将沉积物筛分为4种粒级,探讨粒度、pH值、吸附时间和吸附剂初始浓度对重金属吸附的影响。结果表明:沉积物粒径越小,对重金属的吸附量越大;吸附平衡时间有所差异,但在1.5h均能达到吸附平衡;吸附量均随pH值升高而逐渐增加,但铜的吸附较铅的吸附速度快;铜的吸附量与吸附剂初始浓度呈线性关系,而铅的吸附量在初始浓度较低时变化明显,随初始浓度增加吸附量增加减小;沉积物对铜吸附等温线符合Langmuir型,铅吸附等温线符合Freundlich型,吸附类型存在差异。重金属在沉积物中的吸附规律研究为黄河口海域污染调查及治理提供了科学依据。     

球状壳聚糖树脂的制备及其吸附热力学研究

研究1种球状壳聚糖树脂(RCM)吸附Cu2 的热力学行为,为RCM应用于除去废水、果蔬汁等中的重金属离子提供理论基础.首先壳聚糖为原料采用反相悬浮交联法制备RCM,并表征了RCM的一些物理化学性质;其次采用静态吸附法研究RCM对Cu2 的吸附行为.结果发现,制得的RCM粒径较为均一,且表面致密多孔,其含水量为51.982%,树脂骨架密度(ρT)为1.212 g·cm-3,堆砌密度(ρp)为0.862 g·mL-1,孔度值(P)为0.554,交联度为13.581%.RCM对Cu2 饱和吸附量为0.993 mmol·g-1,吸附等温线符合Langmiur等温曲线,其Langmiur等温式为:Ce/Q=11.614 1.007 5Ce (313K),表明其对Cu2 属于单分子层吸附.吸附热力学研究表明:吸附是自发的、吸热的、熵增加的过程.通过吸附势值可知,在相同的温度下,随着溶液中Cu2 浓度的增加,吸附势逐渐降低;当初始浓度相同时,随着实验温度的升高,吸附势升高.     

条纹小环藻对Cu^2＋、Zn^2＋耐受力和吸附作用的研究

研究了条纹小环藻（Cyclotella striata）对Cu2＋和Zn2＋的耐受力、吸附率和吸附量的作用规律.结果表明：Cu2＋和Zn2＋对条纹小环藻的生长影响显著（p〈0.05）,随着Cu2＋、Zn2＋含量的升高,其对条纹小环藻生长的抑制作用增大;当Cu2＋和Zn2＋的含量分别高于4.00×10-3、0.01 mg/dm3时,其对条纹小环藻的生长几乎没有影响;Cu2＋和Zn2＋对条纹小环藻生长的半抑制含量分别为0.26、11.17 mg/dm3.Cu2＋含量为1.00 mg/dm3和Zn2＋含量为50.00 mg/dm3的组合,对条纹小环藻生长的抑制率达72.28%,Cu2＋对条纹小环藻的毒性大于Zn2＋.条纹小环藻对Cu2＋、Zn2＋吸附效果良好,当藻细胞含量为2.45×107cells/dm3时,对Cu2＋的吸附率为63.00%;当藻细胞含量为1.75×107cells/dm3时,对Zn2＋的吸附率为60.52%;条纹小环藻对Cu2＋和Zn2＋的吸附量分别为9.26 mg/g（21.30×10-9mg/cell）和20.06 mg/g（46.15×10-9mg/cell）时,Cu2＋和Zn2＋对条纹小环藻不会产生明显毒性.     

四种重金属离子对侧扁软柳珊瑚的毒性及其摄食行为的影响

本实验通过48h的急性毒性测试,来了解重金属Cu2 、Zn2 、Cd2 、Pb2 的污染环境对侧扁软柳珊瑚(Subergorgiasuberosa)的影响程度,以认知重金属对海洋生物尤其是柳珊瑚所造成的伤害.实验的结果显示,Cu2 的半致死浓度约为0.13mg/dm3,Zn2 为8.69mg/dm3,而Cd2 为10.84mg/dm3,Pb2 为8.49mg/dm3;亦即Cu2 污染对侧扁软柳珊瑚毒性影响最大.另外,在实验的观察中也发现,受到伤害的珊瑚中常会刺激黏液的分泌,在较高的浓度下则会造成其共肉组织的溃烂致使整株珊瑚部分或整体的死亡.在摄食影响的研究方面,侧扁软柳珊瑚在Cu2 浓度分别为0.02、0.05mg/dm3的污染环境下捕食丰年虫(Chirocephalus)的行为与正常珊瑚间有明显差异(p<0.01),经过Cu2 污染环境后的珊瑚虫(polyp)常常不能有效地捕食到丰年虫,甚至捕食到丰年虫却不能将其顺利吞咽而造成丰年虫从其触手中逃逸.数据显示正常珊瑚虫捕食丰年虫的成功率平均达85.42%,而受0.02mg/dm3Cu2 影响的珊瑚虫则为57.58%,受0.05mg/dm3Cu2 影响的则仅为24.24%.     

固定化海藻对金属离子吸附效果的研究

研究了固定化海带吸附含铜、镉溶液的过程,结果表明:非活性海带吸附水溶液中铜、镉离子的动力学过程可以用班厄姆吸附速率方程描述,铜和镉的吸附速率常数分别为0.1078和0.03028min-1;生物吸附过程符合Langmuir模型,根据Langmuir吸附等温模型的计算结果,得到固定化海带对铜和镉离子的最大吸附量分别为83.3和112.4mg/g,海带对铜离子的亲和性比对镉离子强.     

Adsorption of acid fuchsin onto the chitosan–montmorillonite composite

The chitosan–montmorillonite composites (CTS–MMT) were prepared by CTS in combination with Na-type montmorillonite (Na-MMT). The composites were characterized by X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy. The effects of initial pH value of the solution, adsorbent dose, the mass ratio of CTS to Na-MMT, the adsorption temperature, and contact time on acid fuchsin (AF) removal efficiency were investigated. The results indicated that the CTS could be successfully intercalated into the interlayers of Na-MMT. With the increase in content of CTS, some of them may be distributed on the surfaces of the clay and the AF removal efficiency can reach 80.2% using CTS–MMT as adsorbent to treatment AF wastewater (the AF concentration 20?mg/L) under the condition of pH, 5; adsorbent dose, 5?g/L; the mass ratio of CTS to Na-MMT, 0.25:1; adsorption temperature, 40°C; and contact time, 90?min. Meanwhile, it was shown that the adsorption processes were better fitted by pseudo-second-order model and the Freundlich model.     

固定化海藻吸附金属离子的影响因素

研究了固定化海带吸附含铜、镉溶液过程的影响因素,结果表明,在pH为3.0~5.0时对Cu2+保持高的吸附率,在pH为4.0时对Cd2+的吸附率达到最大.随着Cu2+,Cd2+金属离子初始浓度的降低,吸附率有所降低.对Cd2+的吸附率均随着温度的升高而变大.随着吸附剂浓度的增大,对Cu2+,Cd2+的吸附率逐渐升高,与此相反,对Cu2+,Cd2+的吸附量则逐渐减小.粒径对Cu2+的吸附率影响较小,对Cd2+的吸附率有较明显的变化.     

掺杂氮、硫的石墨烯材料对磺胺类抗生素的吸附行为

水环境中抗生素污染日益严重。本研究制备了掺杂氮、硫的新型石墨烯材料(GO-NS),研究了其对磺胺类抗生素(Sulfonamides,SAs)的吸附和去除能力,并阐明吸附机制。研究发现,GO-NS对SAs的最大吸附量达100.26 mg·g^-1,吸附能力优于多层石墨烯(Multilayer graphene,MG)和还原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide,rGO)这两种传统石墨烯材料。疏水作用和氢键作用是GO-NS吸附SAs的主要机理。相比于MG和rGO,GO-NS适用的pH范围最广,在pH=2~10范围内均具有较强的吸附效果,并且离子强度和腐殖酸(Humicacid,HA)的加入提升了GO-NS的吸附性能。此外,GO-NS仅通过短时间超声可实现有效的剥离分散,使吸附量增加。故该新型石墨烯材料GO-NS具有优越地吸附SAs的能力和广泛的环境适应性,可作为治理水环境中SAs污染的一种有效吸附剂。     

水体铜对中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)代谢酶活力的影响

采用生态学单因子梯度试验方法,研究了水环境中添加0·01、0·10、1·00、5·00mg/L的铜(Cu2 )对中华绒螯蟹肝胰腺、血淋巴和鳃代谢酶活力的影响。结果表明,随着Cu2 浓度的增高,肝胰腺和血淋巴的铜锌超氧化物歧化酶(Cu-Zn SOD)、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)活力和血蓝蛋白均呈先增加后减少的变化趋势。鳃钠钾三磷酸腺苷酶(Na ,K -ATPase)、钙镁三磷酸腺苷酶(Ca2 ,Mg2 -ATPase)和谷丙转氨酶(GPT)活力均随着Cu2 浓度的增高而降低。随着Cu2 浓度的增高,肝胰腺髓性过氧化物酶(MPO)活力呈先减少后增加的变化趋势。水环境中添加0·01mg/L Cu2 就可对中华绒螯蟹代谢酶产生显著影响,并随着Cu2 浓度的增高,对中华绒螯蟹机体的影响逐渐加剧。表明代谢酶活力的变化可以灵敏地反映Cu2 的胁迫程度和毒性。     

羧甲基壳聚糖水凝胶制备及在药物控释中的应用

研究羧甲基壳聚糖水凝胶(CMCS-GA)对阿司匹林的吸附性能及其在药物控释系统中的应用。以羧甲基壳聚糖作为骨架材料,采用戊二醛交联法制备CMCS-GA,进而制备阿司匹林载药凝胶。测定凝胶在人工肠液中的溶胀动力学特点,观察载药凝胶在人工肠液中的体外释放行为。在pH=7.4的人工肠液中CMCS-GA 2 h达最大溶胀度1.38。CMCS-GA的载药量为4.6 mg/g,凝胶在人工肠液中96 h的累积释放度为99.91%,具有优良的缓释性能,药物的体外释放模型符合一级动力学方程。     

Fibrous adsorbent containing amidoxime and carboxyl groups and adsorption of uranium

Through introducing amidoxime and carboxyl groups into polyacrylonitrile fiber, a fibrous adsorbent with high capacity and fast adsorption rate was obtained, which could adsorb 4.6 mg uranium/g in 10 days from natural seawater. The influence of the functional group content on equilibrium adsorption capacity Xm and adsorption rate constant K of the adsorbent was studied, thus indicating that the contents of amidoxime and carboxyl groups correlated with Xm and K respectively. It is concluded that the amidoxime group is of reactive adsorption, while the carboxyl group is of promotion in the adsorption of uranium. In this paper, the mechanism of uranium adsorption on the fibrous adsorbent is deduced and the chelating structure of adsorption species is discussed with molecule orbit theory.     

溶液中褐藻胶低聚糖在活性炭上的吸附特性与机制研究

本文研究了不同pH、反应时间、温度、初始糖浓度条件下溶液中褐藻胶低聚糖（AOS）在活性炭上的吸附性能及其吸附动力学和热力学机制。结果表明,溶液pH对活性炭吸附AOS具有重要影响,随pH降低,AOS在活性炭上的吸附增强,pH=1时吸附量可达0.116 g/g。吸附反应在5 min内迅速发生,60 min后达到吸附平衡。活性炭吸附AOS符合准二级吸附动力学过程。吸附热力学研究表明,吸附过程为自发的放热反应,吸附等温线符合Langmuir模型。综上,吸附过程为单分子层均相吸附,降低pH、低温有利于AOS在活性炭上的吸附。     

AHP树脂水相成型及吸铀机理的探讨

应用有机吸附剂从海水中提取铀,资料上已有若干报道.Davies.R.J,等曾经报道过用甲醛、间苯二酚胂酸缩合的树脂,虽然这种树脂交换容量大(通水112天,1010微克铀/克),选择性好,提取率高,但它在水中缓慢水解,吸附能力下降,溶损也较大(2.3%初量/周),因而没有得到进一步的发展.Bayer,E.提出用聚乙二醛三氨基苯酚和经硅藻土烧结的聚丙烯氧肟酸树脂,从海水中提取铀和铜等金属,但吸附量不很高,树脂的强度也差,因此很快就中断了研究.苏联一些学者也报道了用AH、等阴离子交换树脂提取铀的研究工作.AH-2Φ树脂具有一定的吸附量(30微克铀/克),在海水中比较稳定,但交换容量很低,价格也较贵.