PVA-SA復(fù)合水凝膠固定化銅綠微囊藻對(duì)Ni2+的吸附研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化的加劇，藍(lán)藻水華周期性爆發(fā)產(chǎn)生大量的藍(lán)藻，每年打撈的藍(lán)藻數(shù)量龐大，無(wú)害化處理和資源化利用成了打撈藍(lán)藻處理的技術(shù)瓶頸。本文利用生物固定化技術(shù)對(duì)銅綠微囊藻進(jìn)行固定化處理，制得生物吸附劑；采用該生物吸附劑進(jìn)行重金屬Ni2+的吸附試驗(yàn)，研究Ni2+最佳吸附及解吸條件，為藍(lán)藻的無(wú)害化資源化利用探索出一條新途徑，為重金屬離子的生物吸附技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)，在水環(huán)境的保護(hù)方面具有重要的實(shí)際意義。
　　主要研究成果如下：

2、r>　?。?）銅綠微囊藻生長(zhǎng)曲線(xiàn)的測(cè)定。分別采用計(jì)數(shù)法、葉綠素法及光密度法對(duì)實(shí)驗(yàn)室條件下銅綠微囊藻的生長(zhǎng)曲線(xiàn)進(jìn)行了測(cè)定，并對(duì)三種測(cè)定方法的相關(guān)性進(jìn)行了分析。研究表明，三種測(cè)定方法之間具有很強(qiáng)的相關(guān)性，一定條件下，可通過(guò)某一種指標(biāo)來(lái)預(yù)測(cè)另外兩種指標(biāo)值。
　?。?）PVA-SA復(fù)合微囊藻球的研制。創(chuàng)新性地采用硼酸-硼砂兩階段固定化方法制備PVA-SA復(fù)合微囊藻球，綜合研究了硼酸（H3BO4）、氯化鈣（CaCl2）、硼砂（Na2B4O3

3、?10H2O）、聚乙烯醇（PVA）和海藻酸鈉（SA）等5個(gè)因素對(duì)藻球性能、固定化過(guò)程中PVA泄露及Ni2+去除效果等的影響。單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在以上各因素水平分別為3.5％、2.0%、3.0%、9.0%、1.0%時(shí)，成球效果、藻球性能較好，固化過(guò)程中PVA泄露量較小，Ni2+去除效率較高；單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上采用中心復(fù)合設(shè)計(jì)（CCD）及響應(yīng)面曲面分析方法對(duì)硼酸、氯化鈣及硼砂三個(gè)因素進(jìn)行研究，以Ni2+去除率為指標(biāo)，最終確定三者用量分別為3

4、.59%、2.21%、2.64%時(shí)Ni2+去除率最高。
　?。?）PVA-SA復(fù)合微囊藻球吸附Ni2+實(shí)驗(yàn)。綜合研究了干球與濕球、藻球粒徑、吸附劑用量、吸附體系溫度、pH等對(duì)復(fù)合藻球吸附Ni2+的效果影響。研究表明，干球適用的Ni2+濃度范圍更廣，同條件下吸附效果優(yōu)于濕球；吸附劑最佳用量在濕球4g/100mL（對(duì)應(yīng)干球0.6g/100mL），到濕球2g/100mL（對(duì)應(yīng)干球0.3g/100mL）之間；藻球粒徑、吸附體系pH及溫度分

5、別為2.8mm、7.0、30℃時(shí)Ni2+的24h去除率和藻球的吸附容量較高。對(duì)復(fù)合藻球吸附Ni2+的吸附動(dòng)力學(xué)模型和吸附等溫模型研究發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以很好地描述復(fù)合藻球?qū)?Ni2+的吸附過(guò)程，Langmiur等溫模型擬合相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.99898，模型可信度較高，說(shuō)明復(fù)合藻球?qū)i2+的吸附過(guò)程以化學(xué)吸附為主，Ni2+L復(fù)合藻球表面的吸附為單分子層吸附；Langmiur等溫吸附模型預(yù)測(cè)得到復(fù)合藻球理論飽和吸附量為28.361mg