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细菌胞外聚合物：基于土壤生态功能的视角 总被引：1，自引：0，他引：1
胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,EPS）是微生物分泌到胞外环境的高分子量天然聚合物,其建立了生物膜结构和功能的完整性,是决定生物膜物理化学特性的关键组分。EPS是细菌生命的基础,为化学反应发生、养分捕获和抵抗环境胁迫提供了理想的环境。细菌分泌的EPS可以通过自身特性（如黏着性、吸湿性和络合性能等）实现土壤功能增益,如提高团聚体稳定性、增强保水持水能力,以及固持重金属等。本文梳理了细菌EPS的土壤生态功能,即充当细胞保护层、调节土壤生物响应、缓解土壤非生物胁迫和改善土壤整体功能,并探讨了土壤中细菌EPS未来研究的着眼点,以期呼吁更多学者关注细菌EPS及其在土壤生态系统中的功能。 相似文献
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为探讨经济实用的高浓度奶牛场污水预处理方法，该研究开展了絮凝预处理对膜生物反应器（Membrane Bioreactor，MBR）膜污染的影响试验，试验采用高浓度奶牛场污水原水和絮凝出水作为MBR进水依次运行，对比分析了不同进水的膜污染规律及其原因。结果表明，絮凝出水作为MBR进水时膜污染速率较污水原水降低47%且膜组件的维护性清洗时间间隔由10 d延长至16 d；MBR处理污水原水的膜池混合液中胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances，EPS）和溶解性微生物产物（Soluble Microbial Products，SMP）浓度分别为4.76和3.94 g/L，而处理絮凝出水时的EPS和SMP浓度值分别为3.97和2.23 g/L。两阶段MBR膜池混合液各粒径值总体上均呈现先增大后减小的趋势，第1和第2阶段的最大粒径体积百分比分别出现在第16天和第23天，第1阶段EPS浓度和SMP浓度均随着颗粒粒径的增大而减小，第2阶段EPS浓度随着颗粒粒径的增大而增大但SMP浓度与颗粒物粒径之间无变化规律；MBR处理污水原水的膜池混合液颗粒粒径的峰值较分散，且16 d后峰值向小粒径方向移动，而处理絮凝出水的峰值粒径相对稳定，且峰值粒径对应的最大体积百分比从3.57%增加至5.95%。MBR对2种进水的化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）去除率均可达90%以上，氨氮（Ammonia Nitrogen，NH3-N）去除率均接近90%，对絮凝出水的总磷（Total Phosphorus，TP）处理效果高于污水原水。絮凝预处理使膜池混合液的EPS和SMP浓度降低且SMP蛋白质浓度显著降低（P<0.05）、膜池混合液颗粒粒径显著增加（P<0.05），有效减缓了MBR的膜污染，絮凝预处理与MBR组合可望为高浓度奶牛场污水处理提供可靠的技术途径。 相似文献
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选用临汾本土的3种湿生植物薄荷、芦苇和藨草,按芦苇+藨草、芦苇+薄荷、藨草+薄荷、芦苇+藨草+薄荷4种组合方式配植,构建小型模拟人工湿地,通过测定其对TP(总磷)、TN(总氮)、NH+4-N(氨氮)、COD(化学需氧量)的去除率来研究不同植物组合对不同浓度富营养化水体的修复能力。试验结果表明:轻度处理下,对TP、TN、NH+4-N去除效果最好的是芦苇+藨草组合,对COD去除效果最好的是芦苇+藨草+薄荷组合;中度处理下,对TP、TN、COD去除效果最好的是芦苇+藨草+薄荷组合,对NH+4-N去除效果最好的是芦苇+藨草组合;重度处理下,对TP、NH+4-N去除效果最好的是芦苇+藨草组合,对TN、COD去除效果最好的是芦苇+藨草+薄荷组合。 相似文献
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Na+和K+共存对A2/O工艺脱氮除磷效果及污泥性质的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
为了揭示多种金属离子共存的含盐废水生物处理系统污染物的去除机制和污泥特性,考察Na~+、K~+共存对A~2/O工艺污染物去除率、污泥性质和微生物群落的影响,采用高通量测序技术分析了厌氧区、缺氧区和好氧区的微生物群落结构,结合脱氮除磷效果和污泥性质的变化,探讨不同Na~+/K~+摩尔比下A~2/O工艺优势种群的演替规律,以期从微生物角度明确Na~+、K~+共存对含盐废水污染物去除率的影响。结果表明:当进水Na~+/K~+摩尔比分别为2、1和0.5时,A~2/O工艺的COD去除率分别为80%、84%和86%,TN去除率分别为73%、77%和80%,K~+浓度的提高缓解了Na~+对COD和TN去除率的抑制作用;厌氧区释磷率分别为70%、73%和74%,缺氧区吸磷率分别为53%、55%和58%,好氧区吸磷率分别为70%、72%和75%。随着进水Na~+/K~+摩尔比的降低,厌氧区、缺氧区和好氧区微生物群落的丰富度和多样性降低,微生物群落差异显著,变形菌门的相对丰度均升高约30%,拟杆菌门和绿弯菌门相对丰度逐渐降低。陶氏菌属和固氮弧菌属作为优势菌属,其相对丰度逐渐增大,有利于氮磷污染物的去除。通过增加K~+的浓度有利于提高氮、磷去除率,增强污泥的生物絮凝性和反硝化聚磷菌的活性。 相似文献
5.
不同粒径生物质灰渣填料净化生活污水的试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《水土保持学报》2015,(4)
以生物质灰渣为研究对象,采用室内土柱淋溶模拟法,研究了不同粒径组合的生物质灰渣对生活污水中化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH+4-N)的去除效果。结果表明:(1)COD的去除效果随粒径的增加而增加,L1处理(0.25~0.5mm粒径组合)对COD的去除效果最好,去除率在79.2%以上;(2)试验运行期间,出水TN浓度随进水次数的增加而增加,前期各处理均保持较高的TN去除率,整个试验过程L6处理对TN的去除效果最明显;(3)出水TP浓度随着试验的进行逐渐升高,在整个试验过程中,出水TP浓度表现为L6L5L2L3L1L4处理,其中L4处理对TP的去除效果稳定,平均去除率达48.7%,小粒径填料对TP的去除效果较差;(4)各处理均能有效的去除氨氮,去除率均在90%以上,但较大粒径的填料对氨氮的去除效果更好。总体而言,小粒径生物质灰渣对TN有较好的去除效果,大粒径填料L1处理对COD和氨氮去除效果较好,均一中粒径的L4处理对TP的去除效果较好。 相似文献
6.
不同生物质灰渣填充密度下处理生活污水的效果研究 总被引：3，自引：0，他引：3
《水土保持学报》2015,(6)
以生物质灰渣为研究对象,采用土柱淋溶模拟法,研究在不同生物质灰渣填充密度R1(0.3g/cm~3)、R2(0.35g/cm~3)、R3(0.4g/cm~3)下,生物质灰渣对生活污水中主要污染物即化学需氧量(COD)、总氮(TN)、氨氮(NH_3—N)、总磷(TP)的去除效果。结果表明:生物质灰渣对COD的去除率随着填料密度的增加先升高后降低,表现为R2(59.1%)R1(58.0%)R3(44.4%),其中R2处理效果明显优于R1和R3处理;R1、R2、R3对TN的去除率分别为84.8%,43.3%,26.1%,而对污水中氨氮的去除效果良好,去除率均达到97%以上;对污水中TP而言,3种密度下平均出水TP浓度分别为0.406,0.249,0.406mg/L,平均去除率大小为分别为R2(91.3%)R1(85.8%)R3(85.6%),去除效果较好。在试验后期由于被吸附的磷被释放出来,故对污水中TP的去除效果并不明显,但R2处理效果仍优于其他2种处理。总体而言,生物质灰渣可有效去除污水中COD、TN、NH_3—N和TP,其中NH_3—N和TP的除去率均在85%以上,生物质灰渣填料密度为0.35g/cm~3的处理效果最好。 相似文献
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[目的]为进一步降低污染物浓度,提高钢铁企业水资源循环利用率。[方法]采用水平潜流人工湿地处理外排焦化废水,通过监测分析进出水中浊度、化学需氧量(COD),总氮(TN)和总磷(TP)含量,探讨冬季人工湿地植物层不添加及添加有机覆盖物对钢铁企业外排焦化废水净化水平的影响。[结果]在低温季节,水力停留时间为5d时,不添加有机覆盖物人工湿地对外排焦化废水浊度,COD,TN和TP的平均去除率分别为68.55%,14.94%,14.20%和71.26%;添加有机覆盖物人工湿地对外排焦化废水浊度、COD,TN和TP的平均去除率分别为72.54%,21.62%,20.50%和71.88%;有机覆盖膜的保温作用使得COD去除率升幅达44.68%,TN去除率升幅达44.45%。[结论]在植物层添加有机覆盖物作为保温材料,可以提高人工湿地在低温条件下的净化效率。 相似文献
8.
以华北某市开发区波式潜流人工湿地(W-SFCW)中试系统为研究对象,研究其处理环卫河景观水体的效果.在4个多月的连续运行期中,对COD,TN和TP等指标进行监测.监测结果表明,W-SFCW对化学需氧量(COD),TN和TP的去除率分别达到32.45％,43.35％和39.24％,其中TN和TP的平均出水浓度达到《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》中Ⅳ类水标准.并用单因素方差分析对比了春、夏、秋3个季节下W-SFCW处理景观水体的效果,发现季节的变化对TN和COD的去除影响显著,对TP的去除影响不明显.提出了保障W-SFCW稳定运行的措施,为W-SFCW在修复景观水体水质上的应用以及实际工程中的维护管理提供依据. 相似文献
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人工模拟污水净化系统去除生活污水氮、磷效果的比较研究 总被引：5，自引：0，他引：5
在温室内,分别以炉渣、沸石和土壤为湿地基质,水芹(Oenanthe javanica)、黑麦草(Lolium mut-liflorum)和香根草(Vetiveria zizanioides)为植被构建了模拟人工湿地和无基质的浮床植物系统处理生活污水,比较研究了不同污水净化系统去除氮、磷的效果。结果表明,在较低氮、磷负荷和水力停留时间为6 d的条件下,炉渣、沸石和土壤基质人工湿地系统对生活污水中的全氮(TN)、NH4+-N和全磷(TP)均表现出很好的净化效果,平均去除率均在91.0%以上;对NO3--N的去除率较低,为58.0%~85.5%。浮床系统因承受较高的负荷,对TN、NH4+-N、NO3--N和TP的去除率均明显低于各基质湿地。而从污染负荷的去除率来看,土壤基质湿地对TN、NH4+-N、NO3--N和TP的负荷去除率低于炉渣和沸石基质湿地;浮床各系统NO3--N负荷去除率的负增加使TN的负荷去除率降低,但其NH4+-N的负荷去除率均高于各湿地系统;浮床水芹和黑麦草系统的TP负荷去除率也高于各湿地系统。植物种类不同,其吸收N、P的能力存在很大差异。以黑麦草为植被的人工湿地和浮床系统,植物的吸收作用是各系统去氮除磷的主要机制;水芹和香根草吸收的氮、磷总量在人工湿地中远小于黑麦草,其吸收作用仅是各湿地系统去除氮、磷的一个途径;而水芹和香根草对磷的吸收则是浮床系统除磷的主要机制。 相似文献
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污水中病毒往往与一些可溶性有机物质、无机胶体及菌体细胞同时存在,但很少有研究考虑菌体细胞及其分泌物对环境中病毒去向的影响。从3株代表性菌株培养液中分别获取菌体细胞及其分泌的胞外聚合物(EPS),其目的是为了:(1)比较不同红壤的病毒吸附能力;(2)明确细菌存在对红壤吸附病毒的影响;(3)评估菌体细胞及EPS影响红壤吸附病毒的相对作用权重。结果表明,4种经过灭菌处理的红壤中,红黏土和赤红壤对病毒的吸附容量最大,其次为砖红壤,而红壤土的吸附能力最弱。菌体细胞对红壤吸附病毒的影响很小,在某种土壤中甚至有促进病毒吸附的趋势,但EPS或EPS与菌体细胞同时存在显著降低了红壤对病毒的吸附能力,其降低比例分别达36%和30%,表明细菌存在降低土壤吸附病毒的现象主要由其分泌物EPS导致。本研究结果表明在评估某一介质对病毒的吸附能力时必须同时考虑细菌存在的影响,否则有可能高估其吸附容量。 相似文献
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采用人工模拟实验,探讨了四种植物篱系统在不同坡度（5°、10°和20°）、不同污染物进水浓度（低、中、高）下对坡耕地农田径流污染物TN、TP、NH3-N、TOC、COD的去除效果。植物篱系统分别是红叶石楠+小叶女贞+黑麦草（T1）、红叶石楠+小叶女贞（T2）、小叶女贞+黑麦草（T3）、红叶石楠+黑麦草（T4）。结果表明：植物篱系统对污染物的去除率均随坡度的增加而下降,TP、NH3-N、COD尤为明显,当坡度由5°增加到20°时,TP的去除率由52.25%~76.75%降至33.68%~60.34%,NH3-N的去除率由36.84%~68.33%降至34.30%~45.46%,COD的去除率由13.26%~38.69%降至3.15%~26.74%。除NH3-N外,随污染物进水浓度的升高,植物篱对污染物的去除效果越明显,TP的去除率可由33.33%~60.11%升至57.06%~81.44%,TOC的去除率可由-0.84%~2.92%升至9.64%~17.69%, COD的去除率可由-14.75%~11.25%升至20.62%~42.33%。植物篱系统对TN、TP、NH3-N、TOC、COD的去除效果显著优于裸土（对照系统）,在不同坡度下去除率最高分别能由12.81%升至47.02%、34.29%升至76.75%、18.27%升至68.33%、-0.93%升至11.52%、2.31%升至38.69%,在不同污染物进水浓度下分别能由15.57%升至53.05%、37.93%升至81.44%、17.60%升至64.05%、2.92%升至17.69%、-33.40%升至11.25%。总体而言,植物篱系统平均去除效果依次为T1>T4>T3>T2,即红叶石楠+小叶女贞+黑麦草去除效果最佳,这与三种植物的地表覆盖率高、根系发达以及在功能上相互取长补短、协同固定污染物有关。 相似文献
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A two-line denitrifying phosphorus removal process (2L-DPR) was established treating low C/N municipal wastewater efficiently in our previous studies, while hydraulic retention time (HRT) is one of the most important factors determining the substrate loading, contact time for biomass, and pollutants and further affect performance of the whole system. Removal and transformation mechanism of organic carbon (C), nitrogen (N), and phosphorus (P) were investigated together with mass balance under various HRTs (6, 9, and 18 h) in the established 2L-DPR process. The results showed that in anaerobic units, the concentration of the main storage products in activated sludge such as poly-hydroxyvalerate (PHV) and poly-hydroxybutyrate (PHB) at HRT of 9 h was higher than that under other HRTs. The highest TN and TP removal efficiency was also achieved under the HRT of 9 h with removal rates of 55.9% and 84.6% respectively. Increasing HRT from 6 to 9 h greatly enhanced TN removal in anoxic and aerobic units; however, HRTs had little influence on COD removal with effluent concentration of 48.6, 49.1, and 48.9 mg/L, respectively. HRT affected phosphorus up-taken in anoxic and aerobic units rather than on the release of phosphorus processes in anaerobic units. 相似文献
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厌氧池-潜流人工湿地处理低浓度农村生活污水的研究 总被引：4，自引：0，他引：4
研究了厌氧池-潜流人工湿地系统（anaerobic tank-subsurface flow constructed wetland systerm,AT-SFCW）对江苏省常熟市农村生活污水的处理,探讨了该系统对生活污水中主要污染物的去除效果,并将厌氧池部分与湿地部分的处理效果进行了比较。结果表明,该系统对化学需氧量(CODcr)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、硝氮(NO3--N)的总平均去除率分别达到44.3%、42.7%、73.9%、45.6%、37.5%,出水平均浓度分别为16.9、5.2、0.1、3.3、1.4 mg/L,达到国家城镇污水处理厂污染物排放一级A类标准（GB18918-2002）。系统中厌氧池部分对CODcr、TN、NO3--N的去除率分别达到17.4%、6.7%、57.7%。TP经厌氧池后有较明显的上升,升高率达到15.3%。系统中湿地部分对TP、NH3-N、TN、CODcr的去除起主要作用,去除率分别达到89.2%、44.5%、36.0%、26.9%。该系统对农村生活污水的处理效果较好,建设运行成本低廉,维护管理方便,适合农村地区生活污水处理的运用与推广。 相似文献
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秸秆还田对于培育地力、提高作物品质与产量具有重要意义,然而在中国南方水稻种植区稻麦轮作耕作方式下,小麦秸秆还田后出现了水稻田面水质恶化的问题。该研究设置不同秸秆还田以及不同进气量的微纳米加气灌溉6个处理,开展水稻盆栽试验,观察分析水稻生育期内稻田水化学指标以及氮磷损失的变化规律。结果表明：水稻田面水与渗漏水中化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）浓度以及氮磷浓度的起伏变化主要受施肥因素影响;秸秆还田条件下水稻田面水COD浓度、总氮（Total Nitrogen,TN）浓度、铵态氮（NH4+-N）浓度、硝态氮（NO3--N）浓度均有所提升,总磷（Total Phosphorus,TP）浓度有所降低;水稻渗漏水COD浓度、NH4+-N浓度在秸秆还田后会有所升高,TN浓度、NO3--N浓度会有所降低;微纳米加气灌溉有利于降低秸秆还田后稻田水的COD浓度、TN浓度、NH4+-N浓度,其最优去除率可达19%、31%、45%。秸秆还田有利于提高稻田氮磷利用率,但是会增加氮素损失量,微纳米加气灌溉可以有效减少小麦秸秆还田后稻田的氮磷损失量,综合考虑改善稻田水COD浓度、减少氮磷损失以及保证水稻产量,推荐使用0.7 L/min进气量的微纳米气泡水对小麦秸秆还田后的水稻进行灌溉。该研究结果可为秸秆还田条件下稻麦轮作区水稻灌溉管理提供理论和技术指导。 相似文献
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菌剂挂膜3D-RBC联合BCO工艺处理养猪沼液废水 总被引：2，自引：2，他引：0
针对养猪沼液废水寡营养、高氨氮的水质特征，该研究采用耐高氨氮、适应贫营养生长的异养硝化-好氧反硝化（Heterotrophic Nitrification-Aerobic Denitrification，以下简称HN-AD）菌挂膜启动三维结构生物转盘+生物接触氧化反应器（3D-RBC+BCO）组合工艺对沼液进行处理。该文研究了3D-RBC+BCO组合工艺在真实沼液条件下的启动过程及污染物去除效果，重点考察了溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）浓度和C/N比2个关键因素对组合工艺污染物去除效果的影响。同时，借助高通量测序技术对DO和C/N比优化过程中微生物群落结构的变化规律进行解析。结果表明：在真实沼液条件下，采用HN-AD菌剂挂膜启动方法，仅用12和18 d就分别完成3D-RBC和BCO反应器的挂膜启动，同时组合工艺对COD、NH4+-N和TN的去除率分别稳定在94.8%、95.7%和80.1%，出水优于城镇污水厂排放一级B标准。在对3D-RBC反应器DO和C/N比的优化过程中，增设底曝后COD、NH4+-N和TN等指标的去除率分别降低了25.4%、15.4%和15.5%。高通量测序结果显示，增加底曝后3D-RBC盘片生物膜中微生物菌属的数量小幅下降，但HN-AD优势菌属的种类与丰度显著降低，导致脱氮效率下降；贫营养型Acinetobacter、Pseudomonas菌属是3D-RBC可以对真实沼液高效脱氮的关键，提高C/N比会显著降低其丰度，进而影响脱氮效果。 相似文献
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生态滤沟对城市路面径流的净化效果 总被引：6，自引：0，他引：6
随着城市化进程的加快,城市路面径流污染问题日益严重,运用工程措施对其实施控制具有重要意义。在西安理工大学露天试验场设计和建设了6条不同配置方式的生态滤沟,通过试验分析生态滤沟对城市路面径流中污染物的净化效果及其影响因素。结果表明:在所选的基质中粉煤灰的净化效果较好,其对铵氮、总氮、可溶性正磷酸盐、总磷的去除率可分别达到30%～45%,25%～30%,90%～95%,60%～90%;较无植被情况,在有植被条件下生态滤沟对总氮的去除率可提高5%～30%,而对磷的净化效果相差不大;随着入流水力负荷的增大,生态滤沟对污染物的去除率会降低,铵氮和总氮的去除率在高水力负荷和低水力负荷时相差10%左右,可溶解性正磷酸盐和总磷的去除率在高负荷和低负荷时相差可达30%左右;随着进水污染物浓度的增大,COD、可溶解性正磷酸盐、总磷的去除率呈现先增大后减小趋势,铵氮去除率呈现增大趋势,总氮去除率呈现先减小后增大的趋势。随着入流时间的延续,生态滤沟对入流流量、入流水量、入流污染负荷的削减能力减弱。 相似文献
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广州市番禺区东升农场菜地废水未经处理直接排入水生植物塘,最终流入附近河流,由于菜地废水水质较差,对其造成了严重的污染,严重威胁了附近居民的饮水安全。为了提高菜地出水水质,减轻对河流的污染,通过构建垂直流-水平潜流一体化人工湿地,对菜地废水进行净化处理。湿地经过9个月的运行,结果显示,湿地对COD、NH4＋-N和TP的平均去除率分别达56.40%、79.09%和79.79%以上,COD、NH4＋-N和TP出水平均浓度分别为9.45、0.47mg.L-1和0.06mg.L-1,均达到《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅱ类水质标准。湿地对TN的平均去除率较低,仅为35.08%,通过补充甘蔗叶作为碳源,湿地对TN的平均去除率显著提高,但随着碳源投加量的增加,去除率逐渐降低。本实验碳源投加量以1.62kg.m-3为宜,TN的平均去除率最高,达80.85%,出水TN平均浓度从3.06mg.L-1降低至0.90mg.L-1。 相似文献
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在滇池湖滨带核心区退塘还湖措施的基础上,通过对福保村湖滨废弃鱼塘改造,建立了表面流人工湿地系统,对该区域内面源污水处理进行了研究。研究表明,系统年削减人湖污染物COD、TN、TP负荷分别达7840、650和20kg,单位面积削减量分别为4704、390和12kg·hm^-2,削减率分别为28．02％、35．93％和4．86％;系统对污水中COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别为15．57％、56．76％、40．37％和35．64％,且除COD外,旱季污染物去除率高于雨季;推流曝气可提高系统对污染物的去除效果,使NH3-N、TN、TP的去除率分别提高约39％、23％和21％,而COD去除率变化不明显。该系统为滇池湖滨区退塘还湖和湖滨生态系统重建提供了重要的技术示范,对滇池富营养化防治工作的开展具有重要意义。 相似文献
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以活性污泥中提取的胞外聚合物（EPS）作为吸附剂,考察了pH、EPS投加量及温度对Pb2＋吸附效果的影响,通过响应面法对其吸附条件进行优化,并对其热力学吸附特征和吸附动力学进行了探讨。研究结果表明,EPS对Pb2＋的最佳吸附条件组合为：温度35℃,pH4.2,m（EPS）：m（Pb2＋）=2.5：1,在此条件下Pb2＋实际去除率达到89.16%。EPS对Pb2＋的吸附等温线能较好地用Langmuir方程和Freundlich方程来描述,但更适合用Langmuir方程拟合,3种不同温度下（20、30、40℃）最大单分子层吸附量分别为0.9229、1.0129、1.1191mg·mg-1。EPS对Pb2＋的吸附过程可以用准二级动力学方程描述,并在240min达到吸附平衡,平衡时理论最大吸附量为0.45mg·mg-1。 相似文献