納米硒的制備、表征、應(yīng)用及其對好氧顆粒污泥系統(tǒng)的影響.pdf

1、納米硒因為具有粒徑小、比表面積大和表面電負(fù)性高等特點被認(rèn)為是一種良好的吸附劑。生物法制備納米硒因為綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)快速而受到關(guān)注。好氧顆粒污泥系統(tǒng)中微生物種群豐富，可以將硒氧化物還原得到納米硒。本論文在序批式污泥反應(yīng)器中培養(yǎng)得到好氧顆粒污泥并在其中以亞硒酸鈉為硒源還原制備得到納米硒，對納米硒進(jìn)行表征并考察其對水溶液中鎘離子的吸附性能。另外，還考察了納米硒原位還原對好氧顆粒污泥系統(tǒng)的影響。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.在SBR反應(yīng)

2、器內(nèi)通過逐步提高進(jìn)水有機負(fù)荷、逐漸增加曝氣量、投加Ca2+為內(nèi)核以及逐步縮短沉降時間等方法成功培養(yǎng)出好氧顆粒污泥。培養(yǎng)得到的顆粒污泥為黃褐色，具有結(jié)構(gòu)密實、沉降性能好和生物活性高等特點。顆?；^程中污泥的胞外多聚物含量不斷增加，其主要成分多糖和蛋白質(zhì)都能促進(jìn)微生物的聚集，有利于顆粒污泥的形成。顆粒污泥粒徑在1-5 mm之間，SVI穩(wěn)定在40 mL/g左右，最大沉降速度可達(dá)到56.6 m/h，系統(tǒng)對COD和NH4+-N去除率都高于97％。

3、
　　2.在序批式顆粒污泥反應(yīng)器中原位還原制備紅色納米硒顆粒，利用掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、拉曼光譜（Raman）、X-射線衍射（XRD）、傅里葉紅外光譜(FTIR)以及光電子能譜(XPS)等手段對納米硒進(jìn)行表征。此外，考察了納米硒對水溶液中鎘離子的吸附性能。通過批次吸附實驗研究了吸附時間、反應(yīng)溶液的pH和吸附劑投加量對吸附效果的影響，并對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了吸附動力學(xué)和吸附熱力學(xué)分析。結(jié)果表明，相比于Freundlich

4、吸附等溫線模型，納米硒吸附鎘離子的過程更符合Langmuir吸附等溫線模型且最大單分子層吸附量為59.7 mg/g。同時，吸附過程也同樣符合Temkin吸附等溫線模型，這說明該吸附反應(yīng)為化學(xué)吸附。偽二級動力學(xué)模型能很好地描述該吸附過程，相關(guān)性系數(shù)均大于0.999。整個過程的吸附速率受表面膜擴散和顆粒內(nèi)擴散的共同影響，但主要受顆粒內(nèi)擴散控制。吉布斯自由能變化量和焓變化量均為負(fù)值，說明該吸附反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的放熱反應(yīng)。FTIR和XPS分析表明