CN112174339B - 一种生物磁性树脂的制备方法及其在微污染水体处理中的应用 - Google Patents

一种生物磁性树脂的制备方法及其在微污染水体处理中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生物磁性树脂的制备方法及其在微污染水体处理中的应用，属于微污染水体处理技术领域。通过将微生物定植负载在磁性树脂上，使得磁性树脂不仅具有富集微量污染物的能力，而且可以利用微生物的代谢活动，实现树脂吸附的污染物的降解，提高磁性树脂对污染物的去除率；并由于树脂的微生物降解作用，释放树脂的活性位点，实现树脂的自净功能，避免树脂吸附饱和后的酸碱再生过程。

Description

一种生物磁性树脂的制备方法及其在微污染水体处理中的 应用
技术领域
本发明属于微污染水体处理技术领域，更具体地说，涉及一种生物磁性树脂的制备方法及其在微污染水体处理中的应用。
背景技术
随着工业化进程发展和城市规模的扩大，人类生产生活过程中排放的污染物对自然水体造成了巨大影响，导致水体中有机物、氨氮、重金属等污染物浓度大幅提高，形成微污染水体。针对微污染水体中的污染物，可使用树脂吸附的方法来处理。经检索发现，基于磁性树脂的新型水处理技术已被成功应用于城市生活污水的深度处理及回用中。
例如，专利公布号为CN101781437A，公布日为2010年7月21日的中国发明专利申请，该发明公开了一种磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂及其制备方法，该磁性树脂主要依赖离子交换作用对水体中的负电性有机污染物进行去除。然而，该磁性树脂对于再生水中所存在的大量微污染有机物如内分泌干扰物等弱极性或非极性的有机物去除效果较差，同时，再生水中另一高毒性的物质重金属都是以正电形式存在，难以与该树脂发生作用。为此，尽管该技术能大大降低城市污水生化出水的色度及总有机物含量，但对其中高毒性的物质产生的效果较弱。
又例如，专利公布号为CN103497281A，公布日为2014年1月8日的中国发明专利申请，公开了一种弱酸修饰高比表面积磁性树脂、其制备方法及其高效净化微污染水体的方法。该方法制备的树脂既具有较高的比表面积，同时具有丰富的羧基基团，相比现有磁性丙烯酸系离子交换树脂，该树脂不仅能够去除离子态污染物，同时对水体中分子态污染物具有较好的去除作用，并且还能够通过离子交换作用对水体中重金属离子有着较高的吸附能力。但是，一般的树脂吸附方法仍存在吸附效率有限、吸附饱和后需频繁再生、树脂易流失等问题。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有技术中树脂吸附处理微污染水体存在树脂吸附效率有限、树脂再生频繁、树脂易流失等问题，本发明提供一种生物磁性树脂的制备方法及其在微污染水体处理中的应用。通过将微生物定植负载在磁性树脂上，使得磁性树脂不仅具有富集微量污染物的能力，而且可以利用微生物的代谢活动，实现树脂吸附的污染物的降解，提高磁性树脂对污染物的去除率；并由于树脂的微生物降解作用，释放树脂的活性位点，从而实现树脂的自净功能，避免了树脂吸附饱和后的酸碱再生过程。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的一种生物磁性树脂的制备方法，包括以下步骤：
S10、制备水相：将水性分散剂加入水中，加热溶解并搅拌均匀，得到水性分散剂溶液；
S20、制备油相：将有机单体甲基丙烯酸缩水甘油酯、交联剂二乙烯苯、致孔剂环己醇、有机相分散剂钛酸酯、引发剂过氧化苯甲酰混合并搅拌均匀，使其充分溶解，得到油相；
S30、混合反应：向步骤S20得到的油相中加入Fe3O4颗粒，搅拌，得到悬浮有Fe3O4颗粒的油相，而后将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到步骤S10得到的水相中，搅拌，并加热进行反应，得到磁性树脂；
S40、微生物负载：将微生物与步骤S30得到的磁性树脂混合均匀，并加入生理盐水使磁性树脂浸没，通入空气，进行微生物培养，得到微生物负载的生物磁性树脂。
优选地，步骤S10中，水性分散剂为聚乙烯醇、明胶、纤维素中的一种或多种。
优选地，步骤S10的具体步骤为：将水性分散剂聚乙烯醇加入水中，在75～85℃下搅拌溶解，得到质量分数为2～2.5％的聚乙烯醇溶液。
优选地，步骤S20的具体步骤为：以质量份计，将90～100份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、8～10份的二乙烯苯、50～55份的环己醇、1～2份的钛酸酯和1～2份的过氧化苯甲酰混合并搅拌均匀，使其充分溶解，得到油相。
优选地，步骤S30中，所述Fe3O4颗粒的加入量为油相质量的30％～40％，并且油相与水相的质量比为1:4～1:8。
优选地，步骤S30中，加热进行反应的具体过程为：将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到水相之后，维持混合体系的温度为60℃，而后按照每30min升高5℃的方式，将混合体系的温度从60℃提升至80℃，并在80℃下维持反应12h～16h。
优选地，步骤S40中，所述微生物与磁性树脂的质量比为1：200～1：400；或者，所述微生物为硝化细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌的混合物。
优选地，所述微生物包含，以质量份计，10～15份的硝化细菌、15～20份的枯草芽孢杆菌和8～12份的假单胞菌。
本发明的一种生物磁性树脂，采用上述的一种生物磁性树脂的制备方法制备得到。
上述的一种生物磁性树脂在微污染水体处理中的应用。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种生物磁性树脂的制备方法，通过将具有COD、氨氮降解能力的功能微生物定植负载在磁性树脂上，使树脂兼具吸附和生物降解功能，从而提高树脂对污染物的去除率，并避免树脂吸附饱和后的酸碱再生过程；
(2)本发明的一种生物磁性树脂的制备方法，通过筛选合适的微生物种类，并调控微生物与树脂之间的比例关系，使微生物不会完全包裹树脂表面，并且部分微生物定植于树脂孔隙，充分发挥树脂吸附功能，并使微生物的处理效果大大优化；
(3)本发明的一种生物磁性树脂，同时具有良好的树脂吸附功能和生物降解功能，可适用于处理微污染水体，不仅能够提高污染物吸附效率，而且利用功能微生物完成磁性树脂再生、减少树脂流失。
附图说明
图1为本发明的一种生物磁性树脂的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
如图1所示，本发明的一种生物磁性树脂的制备方法，包括以下步骤：
S10、制备水相：将水性分散剂加入水中，在75～85℃下加热溶解并搅拌均匀，得到质量分数为2～2.5％的稳定的水性分散剂溶液，冷却至室温；其中，水性分散剂可以是聚乙烯醇、明胶、纤维素中的一种或多种，优选聚乙烯醇；
S20、制备油相：以质量份计，将90～100份的有机单体甲基丙烯酸缩水甘油酯、8～10份的交联剂二乙烯苯、50～55份的致孔剂环己醇、1～2份的有机相分散剂钛酸酯和1～2份的引发剂过氧化苯甲酰混合并搅拌均匀，使其充分溶解，得到油相；
S30、混合反应：向步骤S20得到的油相中加入800～1000目的Fe3O4颗粒，所述Fe3O4颗粒的加入量为油相质量的30％～40％，充分搅拌使Fe3O4颗粒悬浮，而后将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到步骤S10得到的水相中，油相与水相的质量比为1:4～1:8，并在300～500rpm下搅拌，以逐渐加热的方式引发反应，加热进行反应的具体过程为：将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到水相之后，维持混合体系的温度为60℃，而后按照每30min升高5℃的方式，将混合体系的温度从60℃提升至80℃，并在80℃下维持反应12h～16h；反应结束后冷却至室温，用纯水和甲醇对其进行洗涤，过滤干燥，获得磁性树脂；
S40、微生物负载：将微生物与步骤S30得到的磁性树脂以1：200～1：400的质量比混合均匀，并加入生理盐水使磁性树脂全部浸没，向混合体系中通入空气，维持体系的溶解氧为2mg/L，培养3～4天，进行微生物负载，过滤干燥，在35℃下烘干，得到微生物负载的生物磁性树脂。
需要说明的是，所述微生物可以是硝化细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌的混合物，优选为，以质量份计，10～15份硝化细菌、15～20份枯草芽孢杆菌和8～12份假单胞菌的混合物，更优选为10份硝化细菌、15份枯草芽孢杆菌和12份假单胞菌的混合物。对合适微生物种类进行筛选和配制比例调控是成功获得微生物负载的生物磁性树脂的关键，不仅需要保证微生物之间不会形成相互竞争的关系，而且需要保证微生物的处理效果达到最优，获得的微生物负载后的生物磁性树脂兼具较好的吸附能力和生物降解能力。
采用本发明的一种生物磁性树脂的制备方法制备得到的生物磁性树脂，可适用于处理微污染水体，大大提高对污染物的去除率，并避免树脂吸附饱和后的酸碱再生过程。
实施例1
本实施例的一种生物磁性树脂的制备方法，包括以下步骤：
S10、制备水相：将聚乙烯醇加入纯水中，在80℃条件下搅拌溶解，配成质量分数为2％的稳定的聚乙烯醇溶液，冷却至室温，完成水相制备；
S20、制备油相：以质量份计，将90份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、10份的二乙烯苯、50份的环己醇、1份的钛酸酯、1份的过氧化苯甲酰混合并搅拌均匀，使其充分溶解，完成油相制备；
S30、混合反应：向步骤S20得到的油相中加入800目的Fe3O4颗粒，所述Fe3O4颗粒的加入量为油相质量的40％，充分搅拌使Fe3O4颗粒悬浮，而后将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到步骤S10得到的水相中，油相与水相的质量比为1:4，并在400rpm条件下进行搅拌，以逐渐加热方式引发反应，加热的过程为将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到水相之后，维持混合体系的温度为60℃，而后按照每30min升高5℃的方式，将混合体系的温度从60℃提升至80℃，并在80℃下维持反应12h；反应结束后冷却至室温，用纯水和甲醇对其进行洗涤，然后过滤干燥，获得磁性树脂；
S40、微生物负载：将10份的硝化细菌、15份的枯草芽孢杆菌、12份的假单胞菌均匀混合，形成混合菌粉，将混合菌粉和磁性树脂按照质量比1:200均匀混合，并加入生理盐水将磁性树脂全部浸没，向混合体系中通入空气，维持体系溶解氧为2mg/L，培养3天，进行微生物负载，而后过滤干燥，在35℃条件下烘干，得到微生物负载的生物磁性树脂。
将生物磁性树脂加入树脂滤池中，并通过曝气维持滤池中溶解氧为2mg/L，将市政污水处理厂的处理出水作为进水，连续通过生物磁性树脂滤池，运行2周后检测树脂滤池的进水和出水，滤池进水COD为40mg/L，氨氮为6mg/L；出水COD为8mg/L，氨氮为1.3mg/L。
以水中常见的污染物腐殖酸为目标测试物，初始状态下树脂对其的静态最大吸附量2.43mg/g干树脂，经2周连续运行处理后，树脂对腐殖酸的静态最大吸附量为2.21mg/g干树脂，未经再生的树脂对腐殖酸的吸附能力可保持在90％以上。因此，在运行过程中，无需对生物磁性树脂进行再生。
实施例2
本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：本实施例的一种生物磁性树脂的制备方法，包括以下步骤：
S10、制备水相：将聚乙烯醇加入纯水中，在80℃条件下搅拌溶解，配成质量分数为2％的稳定的聚乙烯醇溶液，冷却至室温，完成水相制备；
S20、制备油相：以质量份计，将100份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、8份的二乙烯苯、55份的环己醇、2份的钛酸酯、2份的过氧化苯甲酰混合并搅拌均匀，使其充分溶解，完成油相制备；
S30、混合反应：向步骤S20得到的油相中加入800目的Fe3O4颗粒，所述Fe3O4颗粒的加入量为油相质量的40％，充分搅拌使Fe3O4颗粒悬浮，而后将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到步骤S10得到的水相中，油相与水相的质量比为1:4，并在400rpm条件下进行搅拌，以逐渐加热方式引发反应，加热的过程为将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到水相之后，维持混合体系的温度为60℃，而后按照每30min升高5℃的方式，将混合体系的温度从60℃提升至80℃，并在80℃下维持反应12h；反应结束后冷却至室温，用纯水和甲醇对其进行洗涤，然后过滤干燥，获得磁性树脂；
S40、微生物负载：将15份的硝化细菌、20份的枯草芽孢杆菌、8份的假单胞菌均匀混合，形成混合菌粉，将混合菌粉和磁性树脂按照质量比1:400均匀混合，并加入生理盐水将磁性树脂全部浸没，向混合体系中通入空气，维持体系溶解氧为2mg/L，培养3天，进行微生物负载，而后过滤干燥，在35℃条件下烘干，得到微生物负载的生物磁性树脂。
将生物磁性树脂加入树脂滤池中，并通过曝气维持滤池中溶解氧为2mg/L，将市政污水处理厂的处理出水作为进水，连续通过生物磁性树脂滤池，运行2周后检测树脂滤池的进水和出水，滤池进水COD为40mg/L，氨氮为6mg/L；出水COD为11mg/L，氨氮为1.1mg/L。
以水中常见的污染物腐殖酸为目标测试物，初始状态下树脂对其的静态最大吸附量2.38mg/g干树脂，经2周连续运行处理后，树脂对腐殖酸的静态最大吸附量为2.14mg/g干树脂，未经再生的树脂对腐殖酸的吸附能力可保持在90％。因此，在运行过程中，无需对生物磁性树脂进行再生。
对比例1
本对比例的基本内容同实施例1，不同之处在于：未对磁性树脂进行步骤S40的微生物负载。本对比例的一种生物磁性树脂的制备方法，具体包括以下步骤：
S10、制备水相：将聚乙烯醇加入纯水中，在80℃条件下搅拌溶解，配成质量分数为2％的稳定的聚乙烯醇溶液，冷却至室温，完成水相制备；
S20、制备油相：以质量份计，将90份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、10份的二乙烯苯、50份的环己醇、1份的钛酸酯、1份的过氧化苯甲酰混合并搅拌均匀，使其充分溶解，完成油相制备；
S30、混合反应：向步骤S20得到的油相中加入800目的Fe3O4颗粒，所述Fe3O4颗粒的加入量为油相质量的40％，充分搅拌使Fe3O4颗粒悬浮，而后将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到步骤S10得到的水相中，油相与水相的质量比为1:4，并在400rpm条件下进行搅拌，以逐渐加热方式引发反应，加热的过程为将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到水相之后，维持混合体系的温度为60℃，而后按照每30min升高5℃的方式，将混合体系的温度从60℃提升至80℃，并在80℃下维持反应12h；反应结束后冷却至室温，用纯水和甲醇对其进行洗涤，然后过滤干燥，获得磁性树脂。
将磁性树脂加入树脂滤池中，并通过曝气维持滤池中溶解氧为2mg/L，将市政污水处理厂的处理出水作为进水，连续通过磁性树脂滤池，运行2周后检测树脂滤池的进水和出水，滤池进水COD为40mg/L，氨氮为6mg/L；出水COD为28mg/L，氨氮为5.2mg/L，处理效果明显差于实施例1-2。
以水中常见的污染物腐殖酸为目标测试物，初始状态下树脂对其的静态最大吸附量2.43mg/g干树脂，经2周连续运行处理后，树脂对腐殖酸的静态最大吸附量为1.04mg/g干树脂，树脂的最大静态吸附量降低了57.20％，树脂由于污染物的不断积累吸附且无法实现自净功能，其吸附能力大幅下降。因此，在运行过程中，需要对树脂进行再生。
对比例2
本对比例的基本内容同实施例1，不同之处在于：步骤S30的混合反应中，未以逐渐加热方式引发反应。本对比例的一种生物磁性树脂的制备方法，具体包括以下步骤：
S10、制备水相：将聚乙烯醇加入纯水中，在80℃条件下搅拌溶解，配成质量分数为2％的稳定的聚乙烯醇溶液，冷却至室温，完成水相制备；
S20、制备油相：以质量份计，将90份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、10份的二乙烯苯、50份的环己醇、1份的钛酸酯、1份的过氧化苯甲酰混合并搅拌均匀，使其充分溶解，完成油相制备；
S30、混合反应：向步骤S20得到的油相中加入800目的Fe3O4颗粒，所述Fe3O4颗粒的加入量为油相质量的40％，充分搅拌使Fe3O4颗粒悬浮，而后将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到步骤S10得到的水相中，油相与水相的质量比为1:4，并在400rpm条件下进行搅拌，在80℃维持反应12h；反应结束后冷却至室温，用纯水和甲醇对其进行洗涤，然后过滤干燥，获得磁性树脂；
S40、微生物负载：将10份的硝化细菌、15份的枯草芽孢杆菌、12份的假单胞菌均匀混合，形成混合菌粉，将混合菌粉和磁性树脂按照质量比1:200均匀混合，并加入生理盐水将磁性树脂全部浸没，向混合体系中通入空气，维持体系溶解氧为2mg/L，培养3天，进行微生物负载，而后过滤干燥，在35℃条件下烘干，得到微生物负载的生物磁性树脂。
将生物磁性树脂加入树脂滤池中，并通过曝气维持滤池中溶解氧为2mg/L，将市政污水处理厂的处理出水作为进水，连续通过生物磁性树脂滤池，运行2周后检测树脂滤池的进水和出水，滤池进水COD为40mg/L，氨氮为6mg/L；出水COD为19mg/L，氨氮为3.6mg/L。运行过程中未对生物磁性树脂进行再生，但树脂的处理效果差于实施例1-2的处理效果。
对比例3
本对比例的基本内容同实施例1，不同之处在于：步骤S30的混合反应中，未以逐渐加热方式引发反应，并且步骤S40中混合菌粉和磁性树脂的质量比为1:600。本对比例的一种生物磁性树脂的制备方法，具体包括以下步骤：
S10、制备水相：将聚乙烯醇加入纯水中，在80℃条件下搅拌溶解，配成质量分数为2％的稳定的聚乙烯醇溶液，冷却至室温，完成水相制备；
S20、制备油相：以质量份计，将90份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、10份的二乙烯苯、50份的环己醇、1份的钛酸酯、1份的过氧化苯甲酰混合并搅拌均匀，使其充分溶解，完成油相制备；
S30、混合反应：向步骤S20得到的油相中加入800目的Fe3O4颗粒，所述Fe3O4颗粒的加入量为油相质量的40％，充分搅拌使Fe3O4颗粒悬浮，而后将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到步骤S10得到的水相中，油相与水相的质量比为1:4，并在400rpm条件下进行搅拌，在80℃下维持反应12h；反应结束后冷却至室温，用纯水和甲醇对其进行洗涤，然后过滤干燥，获得磁性树脂；
S40、微生物负载：将10份的硝化细菌、15份的枯草芽孢杆菌、12份的假单胞菌均匀混合，形成混合菌粉，将混合菌粉和磁性树脂按照质量比1:600均匀混合，并加入生理盐水将磁性树脂全部浸没，向混合体系中通入空气，维持体系溶解氧为2mg/L，培养3天，进行微生物负载，而后过滤干燥，在35℃条件下烘干，得到微生物负载的生物磁性树脂。
将生物磁性树脂加入树脂滤池中，并通过曝气维持滤池中溶解氧为2mg/L，将市政污水处理厂的处理出水作为进水，连续通过生物磁性树脂滤池，运行2周后检测树脂滤池的进水和出水，滤池进水COD为40mg/L，氨氮为6mg/L；出水COD为15mg/L，氨氮为3.1mg/L，处理效果明显差于实施例1-2的处理效果。运行过程中由于微生物负载不足，使树脂极易吸附饱和，因此需要进行树脂再生，而再生过程中所用的高浓度氯化钠或者强酸强碱会杀死功能微生物，因此还需要重新负载微生物，才能保证一定的处理效果。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，所用的数据也只是本发明的实施方式之一，实际的数据组合并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出于该技术方案相似的实施方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种生物磁性树脂的制备方法，包括以下步骤：
S10、制备水相：将水性分散剂加入水中，加热溶解并搅拌均匀，得到水性分散剂溶液；
S20、制备油相：将有机单体甲基丙烯酸缩水甘油酯、交联剂二乙烯苯、致孔剂环己醇、有机相分散剂钛酸酯、引发剂过氧化苯甲酰混合并搅拌均匀，使其充分溶解，得到油相；
S30、混合反应：向步骤S20得到的油相中加入Fe3O4颗粒，搅拌，得到悬浮有Fe3O4颗粒的油相，而后将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到步骤S10得到的水相中，搅拌，并加热进行反应，得到磁性树脂；
S40、微生物负载：将微生物与步骤S30得到的磁性树脂混合均匀，并加入生理盐水使磁性树脂浸没，通入空气，进行微生物培养，得到微生物负载的生物磁性树脂。
2.根据权利要求1所述的一种生物磁性树脂的制备方法，其特征在于：步骤S10中，水性分散剂为聚乙烯醇、明胶、纤维素中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种生物磁性树脂的制备方法，其特征在于：步骤S10的具体步骤为：将水性分散剂聚乙烯醇加入水中，在75～85℃下搅拌溶解，得到质量分数为2～2.5％的聚乙烯醇溶液。
4.根据权利要求1所述的一种生物磁性树脂的制备方法，其特征在于：步骤S20的具体步骤为：以质量份计，将90～100份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、8～10份的二乙烯苯、50～55份的环己醇、1～2份的钛酸酯和1～2份的过氧化苯甲酰混合并搅拌均匀，使其充分溶解，得到油相。
5.根据权利要求1所述的一种生物磁性树脂的制备方法，其特征在于：步骤S30中，所述Fe3O4颗粒的加入量为油相质量的30％～40％，并且油相与水相的质量比为1:4～1:8。
6.根据权利要求1所述的一种生物磁性树脂的制备方法，其特征在于：步骤S30中，加热进行反应的具体过程为：将悬浮有Fe3O4颗粒的油相加入到水相之后，维持混合体系的温度为60℃，而后按照每30min升高5℃的方式，将混合体系的温度从60℃提升至80℃，并在80℃下维持反应12h～16h。
7.根据权利要求1所述的一种生物磁性树脂的制备方法，其特征在于：步骤S40中，所述微生物与磁性树脂的质量比为1：200～1：400；并且所述微生物为硝化细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌的混合物。
8.根据权利要求7所述的一种生物磁性树脂的制备方法，其特征在于：所述微生物为以质量份计，10～15份的硝化细菌、15～20份的枯草芽孢杆菌和8～12份的假单胞菌的混合物。
9.一种生物磁性树脂，其特征在于：采用权利要求1-8中任一项所述的一种生物磁性树脂的制备方法制备得到。
10.根据权利要求9所述的一种生物磁性树脂在微污染水体处理中的应用。
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CN115367964A (zh) * 2022-08-26 2022-11-22 南京大学 一种基于生物-阴离子交换树脂体系的废水处理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105906072A (zh) * 2016-06-22 2016-08-31 同济大学 一种去除水中高氯酸盐的方法
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CN107651815A (zh) * 2017-11-17 2018-02-02 南京大学 一种磁性树脂促进反硝化去除水中硝态氮的方法
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105906072A (zh) * 2016-06-22 2016-08-31 同济大学 一种去除水中高氯酸盐的方法
CN106587374A (zh) * 2016-12-13 2017-04-26 天长市银狐漆业有限公司 一种添加细菌纤维素壳核结构的复合油漆絮凝剂
CN107651815A (zh) * 2017-11-17 2018-02-02 南京大学 一种磁性树脂促进反硝化去除水中硝态氮的方法
CN107837795A (zh) * 2017-11-17 2018-03-27 浙江海洋大学 一种可降解油污的微生物负载型的树脂吸附剂及制备方法

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