碱化膨润土-海藻酸钙固定化颗粒作为微生物载体对微污染废水的处理性能

编号：CYYJ03177

篇名：碱化膨润土-海藻酸钙固定化颗粒作为微生物载体对微污染废水的处理性能

作者：刘晓玉 张亦飞 邓立聪

关键词： 微污染废水 碱化 膨润土 海藻酸钙

机构： 中国科学院过程工程研究所绿色制造创新研究院 中国科学院大学

摘要： 近年来,微污染景观水体表现出氨氮、化学需氧量(COD)超标的水质恶化趋势。使用吸附材料是解决该现状的有效途径之一,但是这类材料往往不具备原位长期稳定的处理性能。针对这一问题,本工作选用生物相容性良好的海藻酸钙作为固定剂,制备得到碱化膨润土-海藻酸钙固定化颗粒,探究固定化颗粒作为微生物载体对模拟微污染水体中NH3-N和COD的去除效果。通过溶胶凝胶法采用海藻酸钙固定不同浓度NaOH溶液碱化的膨润土合成系列碱化膨润土-海藻酸钙固定化颗粒。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、Zeta测试、BET比表面积测试对制备得到的系列碱化膨润土及固定化颗粒进行表征,并分析固定化颗粒作为微生物载体对微污染废水的处理性能。研究结果表明,0.5 mol/L NaOH溶液处理的膨润土具有最低的Zeta电位(-27.4 m V),其表面电负性增强,且表面片层状结构增加。制备的0.5B-CA固定化颗粒比表面积最大,为12.1m2/g,比膨润土原土合成的固定化颗粒(0B-CA)比表面积增加了28%,有利于微生物附着生存。0.5B-CA固定化颗粒作为微生物载体显示出最佳的NH3-N和COD去除性能。在10周期处理中,所有处理后废水的NH3-N浓度和COD浓度均分别降至1和20 mg/L以下,达到了国家地表水环境Ⅲ类水标准。本工作制备的碱化膨润土-海藻酸钙固定化颗粒作为微生物载体,在污水处理中同时发挥膨润土的吸附作用与微生物的去除作用,对NH3-N和COD有着优异的去除性能及长期稳定的去除能力,为其在实际场景的应用提供了可能。