固定化細(xì)菌對(duì)鉛和鎘的吸咐-解吸研究.pdf

1、重金屬離子進(jìn)入環(huán)境后不象有機(jī)污染物那樣能夠被細(xì)菌等微生物降解，而往往進(jìn)入食物鏈直接威脅人體健康。近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)自然界中的某些微生物對(duì)重金屬具有一定的吸附去除作用，通過(guò)篩選具有高效吸附性的微生物能有效去除重金屬。然而微生物吸附重金屬存在著一些不利的因素，如活性微生物體會(huì)因?yàn)橹亟饘俚亩拘宰饔枚劳觯腔钚晕⑸镌谖街亟饘龠^(guò)程中由于膨脹或解離所帶來(lái)的壽命縮短和二次污染等。為此人們采用了固定化技術(shù)將微生物固定，這樣既結(jié)合了固定化技術(shù)的特點(diǎn)，

2、又削除了微生物吸附重金屬的不利因素，對(duì)處理低濃度重金屬?gòu)U水具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文采用固定化包埋法，首先從污水處理廠的活性污泥中篩選出對(duì)低濃度Pb2+和Cd2+耐受性強(qiáng)且具有良好吸附作用的優(yōu)勢(shì)菌種，經(jīng)鑒定為桿狀的革蘭氏陽(yáng)性菌。然后以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸鈉作為包埋劑，以活性碳、硅藻土、二氧化硅作為吸附劑，以己二胺和戊二醛作為交聯(lián)劑，制備固定化細(xì)菌小球，并對(duì)低濃度Pb2+和Cd2+溶液進(jìn)行了一系列吸附.解吸實(shí)驗(yàn)研究。<

3、br>　　 以對(duì)Pb2+和Cd2+的吸附能力為主要考察指標(biāo)，并結(jié)合機(jī)械強(qiáng)度、傳質(zhì)性、耐酸性等方面綜合考慮，通過(guò)正交試驗(yàn)確定了固定化細(xì)菌小球制各的最佳條件。結(jié)果表明，在聚乙烯醇、海藻酸鈉、活性碳、硅藻土、細(xì)菌、二氧化硅以及飽和硼酸中氯化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10％、0.5％、1.5％、1％、0.8％、3％和4％，交聯(lián)時(shí)間為24h，己二胺濃度為0.03mol/L的條件下，制得的固定化細(xì)菌小球?qū)Φ蜐舛茹U和鎘的吸附能力都較強(qiáng)，并按照此最佳條件進(jìn)行

4、了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，對(duì)鉛和鎘的吸附量分別達(dá)到4.7440μmol/g和4.16961μmol/g，去出率分別為54.00％和30.10％，且該小球的機(jī)械強(qiáng)度、傳質(zhì)性和耐酸性都較好。
　　 在固定化細(xì)菌吸附實(shí)驗(yàn)中，探討了被吸附重金屬(Pb2+或Cd2+)濃度、吸附時(shí)間、pH值、溫度、離子強(qiáng)度(NaNO3濃度)、共存離子(Cd2+或Pb2+)等因素對(duì)吸附量的影響。結(jié)果表明，隨著被吸附重金屬初始濃度的增大，吸附量也隨之增加；隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)

5、，固定化細(xì)菌小球?qū)b2+和Cd2+的吸附量都逐漸增大，在240min時(shí)達(dá)到吸附平衡；當(dāng)pH值為5.0時(shí)，對(duì)Pb2+和Cd2+的吸附量都達(dá)到最大值；對(duì)pb2+和Cd2+的吸附受溫度影響較大，在40℃時(shí)吸附量達(dá)到最大值；溶液離子強(qiáng)度對(duì)吸附量的影響較小，當(dāng)NaNO3濃度為1μmol/L時(shí)，吸附量達(dá)到最大值。由于Pb2+的競(jìng)爭(zhēng)吸附能力大于Cd2+，所以Pb2+的存在對(duì)吸附Cd2+的影響較大，而Cd2+的存在對(duì)吸附Pb2+的影響較小。
　

6、　 為了驗(yàn)證固定化細(xì)菌小球的重復(fù)利用性，進(jìn)行了不同初始濃度和時(shí)間的重復(fù)吸附實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，固定化細(xì)菌小球?qū)b2+和Cd2+的重復(fù)吸附能力都較強(qiáng)；隨著吸附時(shí)間的增加，固定化細(xì)菌小球?qū)b2+和Cd2+的重復(fù)吸附能力增強(qiáng)，但不是時(shí)間越長(zhǎng)重復(fù)吸附能力越強(qiáng)。
　　 將固定化細(xì)菌小球吸附Pb2+和Cd2+的溶液平衡濃度與吸附量之間的關(guān)系，采用Langmuir和Frendlich吸附等溫式，進(jìn)行數(shù)學(xué)擬合。結(jié)果表明，在所研究的重金屬離子濃

7、度范圍內(nèi)，固定化細(xì)菌小球?qū)b2+和Cd2+的吸附可以用Langmuir和Frendlich等溫式表征，其中對(duì)Langmuir等溫式數(shù)據(jù)擬合得更好。對(duì)吸附動(dòng)力學(xué)研究表明，Elovich和雙常數(shù)速率模型都能很好地表征固定化細(xì)菌小球?qū)b2+和Cd2+的吸附動(dòng)力學(xué)規(guī)律。
　　 在研究固定化細(xì)菌小球?qū)b2+和Cd2+的吸附基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了在不同吸附條件下的解吸情況。在所研究的吸附條件相同時(shí)，吸附Cd2+后的解吸率普遍要比吸附Pb