本文選題：固體廢棄物 + 炭質(zhì)材料��； 參考：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：炭質(zhì)材料(CMs)對(duì)疏水性有機(jī)污染物(HOCs)的吸附性能是毋庸置疑的,但其對(duì)HOCs降解的影響還在爭(zhēng)議之中。一方面,CMs能通過吸附作用降低HOCs的生物有效性,抑制HOCs的降解;另一方面,其又能作為微生物生長(zhǎng)的載體并提供養(yǎng)分,從而提高微生物的量和活性,促進(jìn)HOCs的降解。課題組前期的研究結(jié)果表明,針對(duì)某一特定壬基酚(Nonylphenol,NP)濃度,水稻秸稈炭存在合適的添加量使其在降低NP生物有效性的同時(shí),促進(jìn)微生物生長(zhǎng),加快NP降解,降低NP殘留,實(shí)現(xiàn)CMs-微生物對(duì)NP的耦合修復(fù)。而該規(guī)律是僅適用于水稻秸稈炭,還是廣泛適用于所有的CMs是未知的。為探討這一問題,本文以典型的內(nèi)分泌干擾物NP作為目標(biāo)污染物,研究了由種植業(yè)固體廢棄物制備的CMs (水稻秸稈炭(PRP (酸洗前)、PRC (酸洗后))、竹炭(PBP (酸洗前)、PBC (酸洗后)),工業(yè)固體廢棄物制備的CMs (污泥炭(ISP)、粉煤灰(IFP (酸洗前)、IFC (酸洗后))和養(yǎng)殖業(yè)固體廢棄物制備的CMs (雞糞炭(LCM))對(duì)NP的吸附性能以及不同添加量下對(duì)NP微生物降解的影響,并與市售的各類商品CMs (石墨炭(GC)、炭納米管(CNT)、活性炭(AC))進(jìn)行比較。取得的研究成果如下:(1)十余種CMs對(duì)NP的吸附數(shù)據(jù)可以用Freundlich和Dual-Mode模型較好地?cái)M合。不同的CMs對(duì)NP的吸附性能差異很大,其中由水稻秸稈、竹屑制備的CMs吸附性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了炭納米管,尤其是竹炭,酸洗前后的竹炭的Freundlich模型擬合參數(shù)Kf值分別為61717.7, 78773.2 (mg/Kg)/(mg/L)n),接近活性炭的吸附性能;而粉煤灰、雞糞、污泥制備的CMs吸附性能較差,尤其是粉煤灰,酸洗前后粉煤灰的Kf值分別為0, 950.858 (mg/Kg)/(mg/L)n;可見,由種植業(yè)固體廢棄物制備的CMs吸附性能最好,其次是養(yǎng)殖業(yè)和工業(yè)。(2)兩類吸附模型的擬合參數(shù)Kf,Kom和QmaxQd分別與CMs理化性質(zhì)的相關(guān)性分析說明Kf,Kom和Qmax.d與CMs的C%、比表面積、孔容(尤其是介孔)、羧基含量呈顯著正相關(guān),與灰分含量呈顯著負(fù)相關(guān)。Dual-mode模型擬合結(jié)果還說明非線性吸附與孔容相關(guān)性更好,而線性分配與比表面積相關(guān)性更好。例如,PBC、CNT的孔容大,當(dāng)Ce=1.5mg/L,非線性吸附所占比例分別為79.67%、55.85%,線性分配所占比例為20.33%、44.15%。(3) NP能夠較快地被微生物降解,不添加CMs時(shí)NP在10 d內(nèi)的降解率達(dá)50%,符合一階降解動(dòng)力學(xué)(R20.930)。由種植業(yè)固體廢棄物(水稻秸稈、竹屑)制備的CMs對(duì)NP降解的促進(jìn)效果最明顯,竹炭效果尤其好,當(dāng)PBC添加量為5 mg和20 mg時(shí),NP降解率分別提高了 19.31%和37.09%;其次是由養(yǎng)殖業(yè)固體廢棄物(雞糞)制備的CMs,而由工業(yè)固體廢棄物制備的CMs對(duì)NP的降解有抑制作用,其中污泥炭尤其差,當(dāng)添加量為50mg時(shí),降解率降低了 85.09%。(4)十余種CMs相比,各類CMs的添加對(duì)NP降解的影響不同。第一類,PRP、PRC、LCM、GC和CNT添加過程中存在最適添加量,在此添加量下能夠通過吸附作用使NP液相濃度降低到合適范圍內(nèi),減少對(duì)微生物毒害作用,促進(jìn)NP降解;因此,將這些CMs用作有機(jī)污染修復(fù)劑時(shí)必須嚴(yán)格控制添加量。第二類,IFP、IFC、ISP和AC隨著添加量的增加對(duì)NP降解的抑制作用增大,主要原因是由于工業(yè)固廢制備的CMs毒性強(qiáng)并且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)匱乏而AC主要是由于其超強(qiáng)的吸附性能降低了 NP的生物有效性;故其不適合用作有機(jī)污染的修復(fù)劑;第三類,PBP、PBC隨著添加量的增加對(duì)NP降解的促進(jìn)作用增大,主要原因是由于其毒性弱并且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富,因此,竹炭是一種很好的有機(jī)污染修復(fù)劑。綜上所述,不同類型的CMs對(duì)NP的吸附性能以及對(duì)NP降解的影響差異很大,并不是每種CMs都會(huì)出現(xiàn)之前研究中發(fā)現(xiàn)的“適量的炭添加能夠促進(jìn)降解”的現(xiàn)象。其中,竹炭不僅對(duì)NP有很好的吸附作用而且能夠明顯地促進(jìn)NP的降解,是一種環(huán)境友好型材料,而由工業(yè)固體廢棄物制備的CMs則表現(xiàn)出明顯的抑制作用,不適合用于有機(jī)污染修復(fù)。本研究不僅為應(yīng)用CMs進(jìn)行HOCs污染的吸附-降解耦合修復(fù)提供了理論依據(jù),更為各類固體廢棄物的資源化提供了思路。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O647.3;X70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2081026