新型玄武岩纤维生物载体与水处理应用研究现状及展望

韦静; 高凤仪; 张晓颖; 倪慧成; 周向同; 梁止水; 吴智仁

doi:10.13205/j.hjgc.201909001

新型玄武岩纤维生物载体与水处理应用研究现状及展望

doi: 10.13205/j.hjgc.201909001

韦静^1,2,
高凤仪¹,
张晓颖¹,
倪慧成¹,
周向同^1,2,
梁止水³,
吴智仁^1,2,4,

1. 江苏大学环境与安全工程学院;
2. 江苏大学环境健康与生态安全研究院;
3. 东南大学土木工程学院;
4. 江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司

基金项目:

中国博士后科学基金(2016M600377)

国家自然科学基金(51808264)

江苏大学高级人才科研启动基金(16JDG070)

江苏大学高级人才科研启动基金(18JDG031)

国家重点研发计划(2016YFE0126400)

江苏省博士后科研基金(1701057B)

详细信息

作者简介:
韦静(1984-),女,博士,教授,主要研究方向为水处理与环境功能材料。weijing@ujs.edu.cn

通讯作者:
吴智仁(1963-),男,博士,教授,主要研究方向为环境净化、替代、修复材料的研发及其应用技术的研究。wuzhiren@ujs.edu.cn

中图分类号: X703
计量
- 文章访问数: 121
- HTML全文浏览量: 14
- PDF下载量: 0
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2019-06-19
- 网络出版日期: 2023-11-24
- 刊出日期: 2019-09-30

摘要

摘要: 玄武岩纤维(BF)是绿色高性能的微米级无机纤维,作为新型微生物载体有良好的生物相容性和水质净化效果,在水处理领域倍受关注。调研了BF的材料特性及其在生物反应器中形成的微生物聚集体(生物巢)性质。为进一步提升BF载体的水处理效能,今后研究重点在于改善BF亲水性、表面弱正电性、粗糙度等,提高BF生物亲和性与水中分散性;综述了BF表面改性研究进展;总结并展望了BF载体在处理工业废水、生活污水与水体修复等领域的应用。
- 玄武岩纤维 /
- 微生物载体 /
- 生物巢 /
- 表面改性 /
- 水处理

HTML全文

参考文献(51)

[1]	Fiore V,Scalici T,Di B G,et al. A review on basalt fibre and its composites[J]. Composites Part B:Engineering,2015,74:74-94.
[2]	吴智深.玄武岩纤维及其复合材料作为建材的创新应用[J].江苏建材,2018(4):15-22.
[3]	王帅,倪卓,邢锋.玄武岩纤维在建筑材料中的应用[J].科技创新导报,2011,26:28-29.
[4]	吴剑青,钟智丽.玄武岩纤维在汽车行业上的应用前景[J].产业用纺织品,2012,30(4):26-28 ,37.
[5]	高彦涛,贾西文. VARTM工艺玄武岩纤维船舶成型技术研究[J].纤维复合材料,2009,26(2):32-35.
[6]	贺远松,罗凯,曹明法.玄武岩纤维复合材料在船艇中的应用技术研究[J].船舶,2014,25(4):49-54.
[7]	胡显奇.玄武岩纤维防火保温板外墙外保温系统的创新研究[J].绿色建筑,2014,6:54-58.
[8]	董丽茜,陈进富,郭春梅,等.玄武岩纤维在环保领域的应用研究现状及展望[J].当代化工,2018,47(2):387-391.
[9]	杨明清,秦黎明,付丽霞.玄武岩纤维管材在石油领域的应用现状及前景分析[J].科技导报,2013,31(7):75-79.
[10]	邓鹏飞,裴熙林,王振兴,等.玄武岩纤维/聚丙烯复合材料力学性能的研究[J].广州化工,2017,45(3):45-47.
[11]	胡琳娜,李世杰,陈梧华,等.植物纤维/玄武岩纤维混合抄造及加工纸铸品的实验[J].中国造纸学报,2004,19(1):120-122.
[12]	刘建勋,崔瀛,杨剑平,等.玄武岩组分、矿物相对其高温熔融过程的影响[J].燕山大学学报,2017,41(4):323-328.
[13]	郭欢,麻岩,陈姝娜.连续玄武岩纤维的发展及应用前景[J].中国纤检,2010(5):76-79.
[14]	Kumbhar V P. An overview:basalt rock fibers-new construction material[J]. Acta Engineering International,2014,2(1):11-18.
[15]	郭昌盛,杨建忠,姚一军.连续玄武岩纤维改性方法的研究[J].高科技纤维与应用,2015,40(1):24-28.
[16]	Matsumoto S,Ohtaki A,Hori K. Carbon fiber as an excellent support material for wastewater treatment biofilms[J].Environmental Science&Technology, 2012,46(18):10175-10181.
[17]	吴智仁,蒋素英,周向同,等.“生物巢”形成及其水处理机制的理论分析[J].环境保护前沿,2016,6(4):61-68.
[18]	Ni H C,Zhou X Y,Zhang X T,et al. Feasibility of using basalt fiber as biofilm carrier to construct bio-nest for wastewater treatment[J]. Chemosphere,2018,212:768-776.
[19]	Zhang X Y,Zhou X Y,Xi H P,et al. Interpretation of adhesion behaviors between bacteria and modified basalt fiber by surface thermodynamics and extended DLVO theory[J]. Colloids and Surfaces B:Biointerfaces,2019,177:454-461.
[20]	Guo K,Freguia S,Dennis P G,et al. Effects of surface charge and hydrophobicity on anodic biofilm formation, community composition,and current generation in bioelectrochemical systems[J]. Environmental Science&Technology,2013,47(13):7563-7570.
[21]	曹海琳,张春红,张志谦,等.玄武岩纤维表面涂层改性研究[J].航空材料学报,2007,27(5):77-82.
[22]	陈国荣,曹海琳,姜雪,等.纳米SiO₂表面改性玄武岩纤维的性能研究及作用机理[J].黑龙江大学自然科学学报,2009,26(6):785-789.
[23]	Zhou Q Q,Liang X P,Wang J,et al. Preparation of activated aluminum-coated basalt fiber mat for defluoridation from drinking water[J]. Journal of Sol-Gel Science and Technology,2016,78(2):331-338.
[24]	张晓颖,荣新山,徐吉成,等.玄武岩纤维表面改性对生物膜附着性能的影响[J].材料工程,2019,47(5):129-136.
[25]	徐吉成,张晓颖,廖敏,等.改性玄武岩纤维的制备及其挂膜性能[J].复合材料学报,2018,35(12):3433-3440.
[26]	Zhang X Y,Zhou X T,Xie Y J,et al. A sustainable bio-carrier medium for wastewater treatment:modified basalt fiber[J]. Journal of Cleaner Production,2019,225:472-480.
[27]	初琪.玄武岩连续纤维浸润剂研制及其对纤维性能的影响[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2010.
[28]	王晓东,云斯宁,张太宏,等.硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维增强复合材料研究进展[J].材料导报,2017,31(3):77-83.
[29]	杨小兵.连续玄武岩纤维复合材料制备技术研究[D].镇江:江苏大学,2009.
[30]	许志至,许小红,吴向阳,等.纳米Si O₂分散液表面改性玄武岩纤维载体的研究[J].合成纤维,2016,45(10):15-17 ,39.
[31]	Zhang X Y,Zhou X T,Ni H C,et al. Surface modification of basalt fiber with organic/inorganic composites for biofilm carrier used in wastewater treatment[J]. ACS Sustainable Chemistry&Engineering,2018,6(2):2596-2602.
[32]	叶国锐,晏义伍,曹海琳.氧化石墨烯改性玄武岩纤维及其增强环氧树脂复合材料性能[J].复合材料学报,2014,31(6):1402-1408.
[33]	张晓颖,韦静,解玉洁,等.有机铁改性玄武岩纤维及其对微生物的附着行为[J/OL].复合材料学报,2019,36.DOI: 10.13801/J.cnki.fhclxb,20190104. 002.
[34]	Kang Y Q,Cao M S,Shi X L,et al. The enhanced dielectric from basalt fibers/nickel core-shell structures synthesized by electroless plating[J]. Surface&Coatings Technology,2007,201(16/17):7201-7206.
[35]	Wei B,Cao H L,Song S H. Tensile behavior contrast of basalt and glass fibers after chemical treatment[J]. Materials&Design,2010,31(9):4244-4250.
[36]	沈奇真,嵇绍华.化学腐蚀对玄武岩纤维与玻璃纤维拉伸性能的影响[J].中外公路,2012,32(5):239-243.
[37]	孙爱贵.低温等离子体对连续玄武岩纤维改性研究[J].高科技纤维与应用,2016,41(2):50-55.
[38]	Wang G J,Liu Y W,Guo Y J,et al. Surface modification and characterizations of basalt fibers with non-thermal plasma[J].Surface&Coatings Technology,2007,201(15):6565-6568.
[39]	储长流,周敏东,方第超,等.连续玄武岩纤维冷等离子改性处理性能研究[J].化工新型材料,2013,41(8):89-91.
[40]	靳婷婷,申士杰,李静,等.低温等离子处理对玄武岩纤维表面及复合材料性能的影响[J].玻璃钢/复合材料,2015(6):29-35.
[41]	蒋霞,吴春笃,吴智仁,等.玄武岩纤维载体生物接触氧化工艺处理印染废水[J].工业水处理,2016,36(1):78-82.
[42]	罗大军,徐彩云,高红娇,等. Ti O₂负载玄武岩纤维毡复合材料的制备及其光催化性能[J].硅酸盐通报,2014,33(10):2493-2497.
[43]	戚永洁,吴智仁,许小红,等.不同填料生物接触氧化法处理印染废水[J].印染,2016(8):16-19.
[44]	三宅广大,杉浦岳人,杉浦美智代.染色工場排水処理施設の水質改善とバイオマスコントロール[C]//第50回日本水環境学会年会,熊本,2017.
[45]	堀尾明宏,筱原昇,杉浦美智代,等.食料品製造業における排水処理水質の安定化とバイオマスコントロール[C]//第53回日本水環境学会年会,山梨,2019.
[46]	吴智仁,彭娇,吴春笃,等.新型生物接触氧化载体及其实验研究[J].水处理技术,2016,42(1):52-55.
[47]	储金宇,杨秀丽,蒋素英.微生物制剂与玄武岩纤维联用处理城市废水[J].环境工程学报,2013,7(11):4372-4376.
[48]	赵江,杨秀丽,蒋素英,等.微生物菌剂与新型填料联用除磷研究[J].环境工程,2013,31(4):21-24.
[49]	堀尾明宏,赤羽根智加人,安福克人,等.バサルト繊維による浄化槽処理水中の懸濁物質の付着能の評価[J].土木学会論文集G(環境),2017,73(7):III_63-III_69.
[50]	吴春笃,姜大卫,彭娇,等.基于玄武岩纤维载体的生物膜法净化污染河道水体[J].环境工程学报,2015,9(4):1893-1897.
[51]	黄娟,肖君,马溢轩,等.多段玄武岩纤维束组合填料人工湿地:CN 108249594A[P].2018. 07. 06.