树脂对溶解性微生物产物的吸附行为研究

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本论文就树脂吸附剂对溶解性微生物产物的吸附行为进行了研究,选取腐植酸、葡聚糖、牛血清蛋白作为溶解性微生物产物的代表物质,用颗粒活性炭Calgon F400,离子交换树脂D301,吸附树脂XAD-4、NDA-88、NDA-99和NDA-150等吸附剂对以上三种物质进行吸附,选出最佳吸附剂进行吸附-脱附研究,同时考察了pH值、温度、盐浓度等因素的影响,最后根据模拟实验的结果对实际废水进行了应用探索研究。本论文得出的主要结论如下:  通过对比Calgon F400、D301、XAD-4、NDA-88、NDA-150对腐植酸的吸附量,选用效果最好的D301树脂进行了系统地研究。D301树脂对腐植酸的吸附是自发的吸热反应,吸附等温线符合Freundlich方程。吸附动力学曲线符合准二级动力学方程,吸附较慢,10h左右才达到吸附平衡。pH较高时腐植酸的离子化程度更大,增强了D301对腐植酸的离子交换作用,因而有利于吸附;由于溶液中无机盐对腐植酸有竞争交换作用,因而浓度越高对吸附的影响越大。动态吸附量略小于静态吸附量,与其他脱附剂相比,15%的NaCl溶液脱附效率最高。利用FT-IR、BET、SEM等分析结果深入分析了D301树脂对腐植酸的吸附机理。  通过吸附剂筛选实验,选出吸附量最大的NDA-150树脂对葡聚糖进行了系统地研究。NDA-150树脂对葡聚糖的吸附属于熵推动的吸热反应,吸附等温线符合Freundlich方程。NDA-150树脂具有丰富的比表面积和微孔结构,而且表面有较多的含氧官能团,这些都增强了NDA-150树脂对葡聚糖的吸附性能。NDA-150树脂对DEX的吸附动力学曲线符合准二级动力学方程,吸附6h后基本达到平衡。溶液pH较低时对树脂与葡聚糖的分子间作用力和氢键作用有利,因而提高了吸附效果;溶液中无机盐对上述分子间作用力和氢键作用的影响不大,因而盐浓度变化对吸附的影响不显著。动态吸附量与静态吸附量基本一致,10%的NaOH溶液脱附效果最好,可基本再生被NDA-150树脂吸附的葡聚糖。  通过吸附剂筛选实验,选出吸附量最大的D301树脂对牛血清蛋白进行了系统地研究。D301树脂对牛血清蛋白的吸附属于自发的吸热反应,吸附等温线符合Freundlich方程。通过多种分析方法得出,D301树脂对牛血清蛋白的吸附以离子交换作用为主。吸附动力学曲线符合准二级动力学方程,吸附于6h内达到平衡。pH值低有利于牛血清蛋白吸附;溶液中无机盐浓度越高,对交换作用的竞争越大,因而对吸附的影响越大。动态吸附量与静态吸附量基本一致,10%的NaOH溶液脱附效果最好,D301树脂吸附的牛血清蛋白可基本被再生下来。  通过三种物质两两之间的双组份实验,得出三种物质之间均在竞争吸附作用,即有第二种物质存在时都会降低树脂对第一种物质的吸附量。实际废水处理结果表明,混凝或芬顿氧化预处理会减轻污染物对树脂的吸附负荷,组合工艺比单独吸附工艺处理效果更好。
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