新型高效吸附树脂的合成及其微生物固定化处理高浓度苯酚废水研究

来源 :苏州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jinghong_22
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前对于高浓度苯酚废水(>5000mg/L)的处理以吸附法为主,丙烯酸酯类树脂由于带有大量的酯基和苯酚分子间可以产生氢键作用,对苯酚具有良好的吸附作用,同时它的吸附容量大、化学稳定性好,使用寿命长,粒径大小可控,因而在吸附法处理高浓度苯酚废水中得到广泛的应用。本文通过对树脂配方的调整,可以使其具有更好的吸附性能和使用性能。但是由于吸附法本身存在吸附剂吸附饱和之后需要进行解吸再生,残留苯酚浓度较高(存在平衡浓度)等问题,通过吸附-固定化微生物降解技术将生物法引用到处理体系中,可以很好地解决这一问题。然而作为在该技术中起主要作用的载体(吸附剂),丙烯酸酯类树脂小球由于较难挂膜,使其直接应用于吸附-固定化微生物降解技术受到了很大的限制。针对上述实际应用中存在的一些缺陷,本论文主要展开了以下三部分工作:(1)合成了一种新型丙烯酸酯类树脂(BMS树脂),用以处理超高浓度的苯酚废水。该树脂在pH=4-7范围内对苯酚有良好的吸附性,并且该吸附过程受温度影响很小。Langmuir和Freundlich吸附方程均能较好地拟合平衡吸附数据,而对于Freundlich方程的拟合程度更好,说明该吸附过程为多分子层吸附。通过与活性炭纤维(ACF)和XAD-4树脂的对比实验发现,该树脂在高浓度下具有超大吸附量(最大可达1107.53mg/g),更适合处理超高浓度的苯酚废水(10000mg/L-93000mg/L)。另外,吸附达饱和的BMS树脂可以用10%氢氧化钠溶液进行再生后投入循环使用,再生后BMS树脂的吸附性能几乎没有下降。吸附动力学数据则与pseudo-second-order方程的拟合度最佳,苯酚分子由粒子表面向粒子内部扩散的速率是决定吸附速率的主要因素。同时通过对吸附过程的热力学计算进一步验证了吸附机理。(2)由于吸附法在吸附剂吸附饱和之后需要对吸附剂进行再生,可以通过引入微生物降解技术来解决这一问题,实现原位再生,同时解决单纯微生物法一般不能直接用于高浓度苯酚废水的浓度限制问题。但是作为吸附剂的丙烯酸酯型吸附树脂存在挂膜难的问题,因此本文设计了一种新的复合材料来满足使用需求。以对微生物具有很好亲和力的聚酯纤维作为基体材料,将吸附树脂直接聚合在纤维基体上,它可以同时扮演微生物载体和苯酚吸附剂的角色。通过对苯酚降解菌的驯化及其固定化得到复合材料,用以处理高浓度的苯酚废水(浓度范围3000-5000mg/L)。选用Pseudomonasputida为苯酚降解菌,该菌种经过驯化之后,确定了其降解苯酚的最佳条件为T=30C,pH=7。在该最佳条件下,将Pseudomonas putida负载在制备好的复合载体(吸附剂)上进行苯酚的降解。该过程可以将3000mg/L、4000mg/L、5000mg/L的苯酚溶液分别在60h、70h、80h内完全处理干净(苯酚浓度降为0)。为了分析其降解机理,分别对载体本身的吸附性能和释放性能进行了研究,提出了新的“吸附-微生物降解-释放”理论,为其相关研究和工程实际应用提供科学理论依据。(3)活性炭纤维(ACF)材料由于其本身的结构特点,很适合用作吸附-固定化微生物法中的载体,因此本文也以ACF为载体,负载驯化后的Pseudomonas putida,对高浓度苯酚废水的降解效果进行了研究。通过研究发现,其吸附特性与释放性能表现出和树脂型吸附剂不同的机理,在本论文研究的浓度范围内(10000mg/L左右)可以使微生物的降解效率达到最大,可以将浓度为10000mg/L的苯酚废水在120h内完全处理干净。因此,在处理超高浓度的苯酚溶液中具有独特的优势。同时,该研究也为吸附-固定化微生物降解技术的完善提供了一定的理论依据。
其他文献
"小产权房"产生的根源,是有效解决"小产权房"问题的重要依据。本文以北京市"小产权房"为例,在根据系统动力学模型原理对小产权房产生根源及相关因素分析的基础上,研究了小产
从2005年7月21日我国实施新的人民币汇率制度以来,短短两年间人民币有了大幅度的升值。本文介绍了我国汇率改革的进程,结合对外承包项目周期长、承包金额大和利润率低的特点,
居民档案详细记录着社区中所有居民的健康状况及其变化情况。对居民档案进行信息化建设有利于快捷输入,能够促进社会公共卫生服务水平,可以及时对居民健康档案进行动态更新,
<正> 1963年10月11日—11月20日,我組在沈阳市东郊伯官屯地区清理了六座汉魏时期的墓葬,另发現三座瓮棺葬,也一并进行了清理。我組沈长吉、于崇源、曲瑞琦,辽宁省文物工作队
期刊
<正> 完工位于内蒙古呼伦贝尔盟陈巴尔虎旗境内,距海拉尔市西约60公里。在完工西南约0.5公里,有一片黑褐色粘土地区,当地社员经常在此取土,并曾发现过古墓。1963年9月,我队李
<正>火炮自从问世以来,以其强大的攻击能力被称为战场之神。随着反炮兵雷达等能快速确定火炮发射位置的新装备问世,能快速射击,快速转移的大口径自行火炮已经成为
用"王者"这一概念作为参照,纵深观察先锋各个阶段的战略营销升级,我们可以看到,如果把先锋集团最初的性价比最优策略定义为先锋抢夺市场,之后的多元化驱动称之为巩固市场,那
<正>每年年底,是世界上大多数国家军队传统的新兵招募期。近年来,世界各国军队都在大刀破斧地进行改革,军队建设向着减少数量、提高质量的精兵之路迈进。其中,对新兵征募工作
合作是人类社会构成、存在和进步的基础。那么人类合作的生成机制是什么呢?美国著名的政治学科学家,著名的行为分析及博弈论专家罗伯特·阿克塞尔罗德在其所著的《合作的进化