论文部分内容阅读
针对地表水环境污染和饮用水源污染的实际情况,研究强化垂直流及生物慢速渗滤人工湿地对模拟微污染水的处理效果;另外,研究磁性氧化石墨烯的制备和改性及其对水中四环素的处理效果。首先,研究三个不同水力负荷下强化垂直流人工湿地系统对污染物的去除效果,选取水滑石、生物活性炭和蛭石作为强化基质,确定系统的最佳水力负荷;其次,研究中低水力负荷下三种复合基质的生物慢速渗滤人工湿地系统对污染物的去除效果,确定系统的最佳水力负荷及复合基质;最后,研究磁性氧化石墨烯的制备和改性,选取在强碱加热作用下具有强还原性的二氧化硫脲作为改性的还原剂,探讨改性磁性氧化石墨烯对水中四环素去除的影响规律及机理。结果表明:(1)强化垂直流人工湿地系统对NH4+-N、COD的去除率随着水力负荷的适当增大而升高。在低、中和高水力负荷下系统TN的出水水质较差,平均出水浓度分别为2.19 mg/L、1.77 mg/L和1.99 mg/L。(2)在低水力负荷下不同复合基质的慢速渗滤人工湿地系统对NH4+-N、NO3--N、TN、TP、COD的去除率分别为68.97%、43.91%、75.97%、76.51%、68.42%以上。在中水力负荷下不同复合基质的湿地系统对NH4+-N、NO3--N、TN、TP、COD的去除率分别为78.19%、38.67%、76.22%、79.41%、69.39%以上。总体而言,复合基质对系统净化效果影响是3号(砂子+椰壳炭+生物活性炭)>2号(砂子+生物活性炭)>1号(砂子+椰壳炭)。(3)成功制备了二氧化物硫脲还原磁性氧化石墨烯(TDMGO),研究其作为有效的吸附剂对水溶液中四环素(TC)的吸附性能。利用SEM,TEM,EDS,XPS,FT-IR,XRD,VSM和TGA分析方法表征试验材料。然后利用吸附剂对四环素的吸附去除实验,研究溶液pH、TC初始浓度、温度、离子强度和胡敏酸浓度等因素对吸附过程的影响。通过准二级动力学模型和Langmuir等温线模型分别拟合吸附动力学和吸附等温线。Langmuir等温线拟合结果显示TDMGO对四环素吸附的最大吸附量(qm)是1233 mg/g(313K)。热力学拟合结果显示吸附过程是自发和吸热的反应过程。此外,pH值影响TDMGO对TC的吸附,最大吸附发生在pH 4.0。溶液中NaCl的存在增强了TC的吸附,当NaCl浓度>0.001M时,TDMGO的吸附能力更强。当胡敏酸浓度增大时,TDMGO的吸附能力略有下降。TDMGO五次循环吸附后仍具有较高吸附量,表明其具有良好的循环再生性能。基于这些结果显示,TDMGO是一种有前途的吸附剂,能够有效地去除水环境中四环素类抗生素。