论文部分内容阅读
随着工农业的发展,产生大量的硝酸盐污水,生物降解法是处理含硝废水的有效方法,但生物降解速率低。蒽醌类化合物可以提高污水中硝酸盐的生物降解速率但直接应用蒽醌易随出水流失,因此需要将其固定在载体上。本文分别以羟乙基纤维素和聚苯乙烯微球为载体,采用化学方法将蒽醌分子固定在两种载体材料上,制备了蒽醌功能化羟乙基纤维素膜和蒽醌功能化聚苯乙烯微球,优化工艺条件,测定了蒽醌功能载体催化加速硝酸盐生物降解的加速性能和重复使用效果。在纤维素为蒽醌固定载体的工艺研究中,以羟乙基纤维素为蒽醌接枝载体,通过醚化反应将2-氯蒽醌固定在羟乙基纤维素上形成蒽醌功能化羟乙基纤维素。结果表明:合成蒽醌功能化羟乙基纤维素的最佳反应工艺条件为:2-氯蒽醌/羟乙基纤维素摩尔配比为1.5:1,氢氧化钠用量占反应物质量的0.75%,80℃反应5h产物的接枝率最高达到86.0%。通过红外、扫描电镜对产物进行分析,结果证明合成了含蒽醌基团的功能载体。通过相转化法制备了蒽醌功能化羟乙基纤维素膜以及蒽醌-羟乙基纤维素共混膜,并进行生物反硝化实验,研究表明蒽醌功能化羟乙基纤维膜可以加速NaNO3溶液的生物降解,加速降解速率可达2.73倍,NaNO3降解率在95%以上,重复使用8次,加速效果一直保持良好;而物理共混方法获得的蒽醌-羟乙基纤维素共混膜在使用过程中蒽醌会脱附流失,加速性能减弱。化学方法固定的蒽醌牢固稳定,重复使用性好,具有良好的实际应用价值。采用悬浮聚合法制备了蒽醌功能化聚苯乙烯微球,探究了反应条件对蒽醌功能化聚苯乙烯微球性能的影响,结果表明较好的反应工艺条件为:分散剂PVA、PVP和引发剂AIBN分别占苯乙烯单体的1.0%、1.5%、2.27%,交联剂TMPTA用量为1.5mL。通过阶段变温、改变搅拌速度,制备的蒽醌功能化聚苯乙烯微球粒径较大,表面较粗糙,有利于微生物附着,应用效果好。通过红外、热重、能谱对产物进行表征,生物反硝化实验表明蒽醌功能化聚苯乙烯微球对生物处理硝酸盐溶液有显著地促进作用,重复使用效果好。