中文摘要：

微污染水的深度处理迫切需要高性能廉价吸附剂。课题组前期研制了亲有机强磁性凹凸棒石复合吸附剂，实现了对有机污染物的高效吸附和吸附剂磁分离。如何实现吸附剂的再生是需要进一步研究的重要科学问题。本项目提出利用微生物降解有机污染物实现其再生的创新思路。通过开展微生物降解吸附有机污染物实验，阐明吸附有机污染物的微生物清除、降解的过程及机制，吸附剂组成、微生物种类和环境条件对再生的影响。通过开展吸附剂-微生物交互关系实验，利用现代微生物学分析方法，探讨吸附剂中矿物对微生物种属制约和代谢活性的影响；利用电镜等各种分析测试技术，表征再生过程中微生物对吸附剂化学组成、物相组合、微结构、表面性质、磁学特性的影响，探索微生物代谢作用下吸附剂中矿物稳定性及其可能的转化。成果对环境矿物学、纳米矿物材料、矿物-微生物交互作用等领域研究具有较大的理论意义，同时对廉价矿物材料应用于微污染水深度处理研究具有重要的工程意义。

结论摘要：

系统开展了凹凸棒石/Fe3O4/碳纳米复合材料制备方法研究，揭示了凹凸棒石、铁氧化物、生物质原料比例对复合材料磁化率、颗粒强度、孔隙率的影响规律，获得高比表面积、强磁性、高专性吸附活性的复合材料及其制备方法；以二氯酚、双酚A为典型代表，系统研究了水中典型有毒有害有机污染物在该复合材料上的吸附作用以及外界因素的影响；查明了该复合材料作为曝气生物滤池填料在微污染水同步脱氮除磷中的作用；揭示了二氯酚对铁还原菌、硫酸盐还原菌、甲烷菌等厌氧微生物代谢活性的影响，厌氧环境中铁氧化物、硫酸盐对微生物转化二氯酚的影响；探讨了针铁矿还原产物磁铁矿、纳米铁对污染物的吸附作用、与微生物的交互作用，厌氧微生物体系中铁氧化物稳定性、磁性变化，结合XRD、TEM、MS、SSA-BET、XPS等手段对还原气氛下针铁矿衍生产物的结构特征、反应活性进行了探索。研究结果表明该复合材料颗粒作为微生物载体和吸附剂，发挥纳米矿物凹凸棒石、铁氧化物还原衍生物、生物质衍生活性碳材料的综合性能和协同作用，可以吸附去除水中的磷酸盐、有机污染物，微生物降解有机污染物和硝化反硝化脱氮，实现同步去除微污染水中的有机物、氮、磷，用于微污染水的处理具有巨大的潜在应用前景。本项目已发表期刊论文14篇，录用待刊论文3篇，其中SCI刊源论文8篇，EI刊源论文3篇，申请发明专利8项，获得发明专利授权4项。