微生物絮凝劑MBFGA1處理含鉛廢水的吸附行為及機制研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，重金屬污染日益嚴(yán)重，這些重金屬如Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)等在自然界中無法降解而在食物鏈中富集，最終對人體造成傷害。Pb(Ⅱ)作為毒性最大的重金屬之一，主要來源于工業(yè)廢水中，其化合物能通過呼吸道、消化道甚至皮膚進入人體內(nèi)，并在人體內(nèi)蓄積，對人體神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、腎臟及心血管等造成傷害。
　　本文利用課題組從岳麓山的土壤中獲得的絮凝菌株——多粘類芽胞桿菌(Pa

2、enibacillus polymyx GAl)制成的絮凝劑處理含鉛廢水，考察了影響該微生物絮凝劑絮凝效果的主要因素，并在此基礎(chǔ)上對絮凝過程中的吸附行為和除鉛機理進行了研究。
　　在前期實驗過程中發(fā)現(xiàn)，僅用一次投加，MBFGA1對Pb(Ⅱ)的處理效果并不理想，在此基礎(chǔ)上做了進一步實驗發(fā)現(xiàn)，若采用分段投加法，可以大大其高其去除率，一次投加在快速攪拌前，二次投加在慢速攪拌2min后，投加量為2×10-3％+4×10-3％(w/w)MB

3、FGA1。CaCl2投加量、Pb(Ⅱ)溶液初始濃度、溶液pH、溫度及攪拌時間皆對MBFGA1處理含鉛廢水的效果有明顯的影響，在CaCl2投加量為4×10-3％(w/w)，pH為8時，攪拌組合方式為:快速攪拌1min，攪拌速度為150rpm;慢速攪拌30分鐘，攪拌速度為40rpm時，去除率可達(dá)99.85％。
　　通過對MBFGA1處理含鉛廢水過程中吸附行為的研究發(fā)現(xiàn)，吸附主要發(fā)生在慢速攪拌階段，Langmuir吸附等溫式能夠較好的對

4、其過程進行擬合，判斷微生物絮凝劑MBFGA1對Pb(Ⅱ)的吸附行為呈單層吸附特點，且升高溫度有助于吸附反應(yīng)的進行，而準(zhǔn)二級動力學(xué)方程能夠很好的表述MBFGA1對Pb(Ⅱ)的吸附過程，表明了MBFGA1對Pb(Ⅱ)的吸附主要是以化學(xué)吸附為主，或者是吸附劑與吸附質(zhì)間的離子交換。
　　通過傅里葉紅外光譜(FT-IR)分析、環(huán)境掃描電鏡(ESEM)及能譜(EDS)分析、Zeta電位分析、離子鍵分析等多種手段對MBFGA1處理含鉛廢水過程中

5、機理的進行研究，在第一階段中，主要是快速絮凝，電中和起主導(dǎo)作用。MBFGA1分子捕獲溶液中的OH-離子后，由成團的分子鏈?zhǔn)嬲钩删€型，使更多的活性位點暴露。pH的升高，使溶液中的OH-離子含量增多，MBFGA1對Pb(Ⅱ)去除容量增大。Ca2+降低了臨近膠體間的雙電層厚度，從而減少了粒子間的距離，使MBFGA1分子能夠吸引更多的Pb(Ⅱ)離子到它的表面上。第二階段中，起主導(dǎo)作用的是吸附作用。溶液中的Pb(Ⅱ)離子與MBFGA1分子鏈上的羧