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生物炭作为活性炭的前躯体具有比表面积高、孔隙结构发达及环境稳定性好等特点,可作为吸附剂吸附水体中有机和重金属污染物,并在污水生物处理中可作为微生物的载体。本文研究了不同热解温度:300℃、500℃、700℃生物炭物化性质及其对微生物的吸附固定特性,通过化学改性研究了比表面积、孔容积、化学官能团、零电荷点pHPZC、碘吸附值等生物炭物化性质对微生物吸附固定的影响。得出以下主要结论:①微生物的吸附量取决于生物炭载体的比表面积、孔隙结构、电荷性质等因素。随着热解温度升高,生物炭孔隙结构在300~500℃发生突变,B500、B700比表面积分别较B300(为0.478m2/g)增加204.8和426.2倍,孔容积增加26.69和38.4倍。酸性官能团含量降低,零电荷点升高,从而有利于微生物的吸附固定。500℃制备生物炭载体微生物吸附量达到700℃的92%,表明炭化结束的载体较未炭化结束的载体有利于吸附固定微生物。②改性生物炭载体微生物吸附固定能力较未改性载体强,随改性硝酸浓度的增大,比表面积、孔容积增大,酸性官能团含量增大,微生物吸附固定量减小。表明生物炭表面酸性官能团特别是羧基对微生物吸附固定量影响较大。③生物炭载体表面官能团含量影响载体pHPZC,酸性官能团特别是羧基含量越低,pHPZC越高,微生物吸附固定量越大。微生物吸附固定后提高了固定化载体的pHPZC。微生物吸附固定量与微生物固定化之后载体pHPZC的提高值成正比。④酸性官能团由于在水体中发生质子化作用产生H+,H+对微生物的活性具有抑制作用。发达的孔隙结构有助于底物传递、携带氧,有助于微生物保持活性。硝酸改性生物炭载体表面微生物活性最低,NaOH改性生物炭微生物活性最高。⑤生物炭固定化微生物载体的苯酚去除能力较单纯生物炭有提高。在最初的3h,固定化微生物载体对苯酚的去除量与生物炭吸附相近,微生物对苯酚表现为吸附作用,3h以后表现为吸附降解,对生物炭苯酚处理性能有30%的提升。当生物炭吸附饱和后,生物炭固定化载体对苯酚仍有一定的去除作用。生物炭载体表面微生物对苯酚的降解符合零级反应动力学方程,降解速率较低,微生物在降解过程中活性处于被抑制状态。以上结论表明,生物炭作为微生物载体,影响因素有孔隙结构,官能团等。改性可以提高生物炭微生物吸附固定化性能,NaOH改性生物炭较可作为固定化微生物载体应用于水中苯酚去除。