生物吸附法处理重金属废水的应用和研究进展学习PPT教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:22 大小:139KB 金币:10 举报 版权申诉
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主要内容处理方法一、吸附机理重金属废水三、生物吸附剂吸附剂类型SulemanQaiser和AnwarR.Saleemi等研究了从ficusreligiosa树叶中提取的纤维素进行对Cr和Pb的生物吸附的研究。试验发现在一小时内吸附达到平衡。铅和铬的平衡吸附容量分别为16.95±0.75mg/g和5.66±0.43mg/g。它们的最适宜pH值分别为4和1。同时它们的最适宜反应温度分别为40℃和25℃。对于这两种吸附的机制分别为:铅是质子和金属阳离子之间的离子交换,铬是金属阴离子和羟基之间的离子交换。并且它们都是发生在吸附剂表面的单层吸附。生物吸附剂在去除水中重金属离子方面与普通的离子交换剂相比其主要优点是:1)作为吸附剂的生物源造价低2)优质的生物吸附机吸附容量比普通离子交换剂大3)低浓度时,生物吸附剂对重金属的去除效率明显地高于普通的离子交换剂。四、工作原理解吸:由于生物吸附是可逆的“吸附-解吸”动态平衡过程,被吸附的重金属壳被整合剂如EDTA、酸和其它离子等解吸下来,吸附剂可再生循环使用,为金属回收提供了一种经济简便的方法。稀HNO3溶液对Pb的解吸有效,解吸率达95.2%。酒精酵母菌吸附铀后,0.1mol/L的NaHCO3溶液对它的解吸率为92.3%。对吸附Pb的酿酒酵母,乙酸有良好的解吸作用。假如NaOH调节pH至9~12,被吸附的Cr6+可被解吸,解吸率为13.6%~67.9%。通过解吸剂,不但能实现生物吸附剂的再生,而且为金属回收提供了一种经济简便的方法。五、影响生物吸附的几个因素2.反应温度的影响对不同的生物吸附剂,温度对吸附效果的影响不同。一般来说在一定温度范围内金属吸附量随温度的升高而升高。在实际的废水处理中,由于升温会带来初期投资和运行的费用的增加,且效果不是很明显,因此不宜采用此方法。但在稀有金属或贵重金属提取中,采用适宜的温度也许会在工艺优化过程中发挥重要的作用3.其它金属离子的作用在系统中欲被分离出的金属离子称为目标离子。竞争性阳离子对吸附位点的占据会使目标离子的吸附量下降。各竞争性阳离子与吸附位点之间的亲和力的不同,它们对目标离子影响的能力也不一样。有报道指出,金属离子对目标离子的干扰能力随其电负性加强而加强。阴离子对生物吸附量的影响是由于阴离子与生物细胞壁产生竞争性吸附,从而导致生物吸附量的下降,其下降的程度由阴离子和金属离子的结合力决定,和金属离子结合力越强,其吸附金属离子的能力就越大。4.吸附剂粒径的影响粒径对吸附金属量有明显的影响。据研究,在平衡浓度较高的情况下,大粒径吸附剂(0.84~1.00mm)对各种金属的单位吸附量均超过了小粒径吸附剂(0.105~0.295mm)。虽然大粒径吸附剂表现出良好的吸附性能,但小粒径的耐压能力却优于大粒径,在实际操作中须综合考虑这两方面的因素。5.固定化技术的影响实际废水是一个十分复杂的混合体系,用单一菌种处理,很难达到实际应用的要求。因此,对于复杂的废水体系,选择采用混合菌固定化技术,还是单一高效菌分级处理有待于探索。Michel,L.J.等利用聚丙烯胺包埋固定化柠檬酸细菌[10],用于富集废水中的金属铬,在最有条件下,使用单级固定化细胞反应柱,金属去除率达96%,使用三级固定化细胞技术反应柱,金属去除达100%。六、研究现状与前景展望目前国外已经有使用死的微生物制成生物吸附剂去除水中重金属的专利,例如AMT-BIOCLAIM工艺就是利用死的芽孢杆菌制成球状生物吸附剂吸附说中的重金属离子。在美国已有两个科研机构研究提供商业用途的生物吸附剂,一个是以废弃的微生物为对象,另一个是以藻类为对象。IqbalAhmad等利用死的Aspeigillus和Rhizopus细胞来处理被工业废水冲刷过的农田的实验,发现当pH=4.5,1-5mg/100ml的金属溶液的浓度分别为2、4、6、8mM,以120rpm的速度搅拌,反应后发现当Cr的初始浓度为6.20-9.50mg/g时的吸附量可以达到2.3-8.21mg/g,同时Aspeigillus比Rhizopus的吸附能力强。HanyHussein等利用不同的无生命活性的假单胞菌对Cr5+、Cu2+、Cd2+和Ni2+的吸附实验,同时对不同吸附剂进行了Langmuir和Freundlich模型的测验。实验得出最大吸附容量顺序为Ni2+>Cd2+>Cu2+>Cr5+。Pb2+的Freundlich常数K比其它金属的K值高,Cr5+的最大去除达到38%。当Cr5+和Cu2+共存时Cu2+的除去达到最大值93%。铜单独存在时去除效率在50%—93%之间。Cd2+和Ni2+的最大吸附量分别为500mg/g和556mg/g。前景展望:1)微生物吸附剂的吸附机理研究。通过扫描电镜(SIM)和X-射线衍射