固定化細(xì)菌對鉛和鎘的吸咐-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，人們發(fā)現(xiàn)自然界中的某些微生物對重金屬具有一定的吸附去除作用，通過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，如活性微生物體會因?yàn)橹亟饘俚亩拘宰饔枚劳?，非活性微生物在吸附重金屬過程中由于膨脹或解離所帶來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，對處理低濃度重金屬廢水具有廣闊的應(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低濃度Pb2+和Cd2+耐受性強(qiáng)且具有良好吸附作用的優(yōu)勢菌種，經(jīng)鑒定為桿狀的革蘭氏陽性菌。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、吸附時間、pH值、溫度、離子強(qiáng)度(NaNO3濃度)、共存離子(Cd2+或Pb2+)等因素對吸附量的影響。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；隨著吸附時間的延長

5、，固定化細(xì)菌小球?qū)b2+和Cd2+的吸附量都逐漸增大，在240min時達(dá)到吸附平衡；當(dāng)pH值為5.0時，對Pb2+和Cd2+的吸附量都達(dá)到最大值；對pb2+和Cd2+的吸附受溫度影響較大，在40℃時吸附量達(dá)到最大值；溶液離子強(qiáng)度對吸附量的影響較小，當(dāng)NaNO3濃度為1μmol/L時，吸附量達(dá)到最大值。由于Pb2+的競爭吸附能力大于Cd2+，所以Pb2+的存在對吸附Cd2+的影響較大，而Cd2+的存在對吸附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)，但不是時間越長重復(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Langmuir等溫式數(shù)據(jù)擬合得更好。對吸附動力學(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，吸附Cd2+后的解吸率普遍要比吸附Pb