固定化藻类去除废水中重金属研究进展

近年来,利用固定化藻类去除废水中的重金属因其有效、低廉、特别是能处理低浓度废水引起了广泛重视。我们根据藻类吸附重金属的机理、藻类固定化技术以及固定化藻类处理重金属废水的研究结果,认为如何解决藻细胞的渗漏问题、选择最好的固定裁体与固定方法、开发合理的生物反应器、采用温和的洗脱液等都是其用于大规模废水处理的重点和难点,解决上述技术难题是固定化藻类技术处理重金属废水规模化发展的关键。     

改性茶叶对染料的生物吸附作用

为研究改性茶叶的吸附效果,采用亚甲基蓝(MB)、固绿(FG)、中性红(NR)3种染料,探索了吸附时间、吸附温度、染料的初始浓度及茶叶投入量等因素对其吸附染料效果的影响,确定了改性茶叶最佳吸附条件。结果表明:改性茶叶对3种染料的去除率均较高,当溶液pH为1、吸附温度为30～40℃时,用0.9g改性茶叶处理浓度为0.01g/L的亚甲基蓝、固绿以及浓度为0.02g/L的中性红染料,20min后的吸附率均在75%以上,且茶叶对3种染料的吸附符合Langmuir方程。     

黑藻吸附Cd~(2+)和Cu~(2+)的拓展Langmuir模型研究

运用沉水植物修复低浓度重金属污染是一种廉价和清洁的技术。采用摇床振荡试验方法,研究了不同pH条件下,沉水植物——轮叶黑藻鲜样对重金属镉和铜的吸附特征。结果表明,pH值对吸附结果影响较大,黑藻对镉和铜的吸附,最适宜的pH值分别为7.0和5.0。在选用的3个拓展Langmuir模型中,模型A拟合效果最好,模型B大大低估了黑藻对重金属镉和铜的吸附能力,模型C则略偏高,表明沉水植物黑藻对重金属镉和铜的吸附与离子所带电荷关系不大,且没有产生吸附剂-重金属-H+的复合式吸附产物(BMH)。运用模型A的回归参数,绘制的三维吸附网格图清晰阐明了不同H+浓度下,黑藻对重金属镉和铜的吸附曲面特征。拓展Langmuir模型A的计算值与实测值的对比表明:24mg·L-1≤C0≤72mg·L-1时,78%的镉吸附量计算值与实测值偏差控制在22%以内,90%的铜吸附量计算值与实测值偏差控制在10%以内。研究不同pH条件下黑藻对镉和铜的生物吸附特征,将有助于对沉水植物修复低浓度重金属污染技术的理解和规范。     

活性污泥对四环素类抗生素的吸附特性研究

采用间歇吸附实验,研究了活性污泥对3种四环素类抗生素的吸附特性,探讨了吸附初始浓度、温度和溶液pH对吸附的影响。结果表明,当起始浓度为1～2 mg/L、pH为6、温度为25℃、污泥量为0.1 g时,盐酸四环素(TC)、盐酸土霉素(OTC)和盐酸金霉素(CTC)的吸附平衡时间分别为120、90和90 min。假二级动力学较假一级动力学能更好地模拟3种四环素类抗生素的吸附动力学,模型中TC、OTC和CTC的吸附容量qeq(mg/g)值分别为1.638、1.548和1.325,二级吸附速率常数k2[×103g/(mg.min)]值分别为65.52,66.70和67.28。等温线模拟结果表明,Freundlich方程较Langmuir方程能更好地模拟等温吸附过程,TC,OTC和CTC吸附方程分别为qeq=8.485c1/0.915,qeq=8.170c1/1.063和qeq=7.573c1/1.076。活性污泥吸附3种四环素类抗生素的最优pH和温度分别为6.0和25℃,吸附容量随初始浓度的增加而增加,但达到吸附平衡的时间延长且平衡浓度上升。研究亮点:抗生素类污染物作为一种对人类和环境有潜在危险的微污染物直到最近才被引起重视,而常规的污水处理厂也不能很好地去除这类污染物。通过活性污泥对3种四环素类抗生素进行吸附研究,为将来进一步研究抗生素在污水处理工艺中的迁移转化提供参考。     

浒苔对重金属Pb~(2+)的生物吸附及其生理反应

研究了浒苔对Pb2+的生物吸附能力及不同浓度Pb2+对浒苔的叶绿素含量、叶绿素a/b比值、可溶性糖和蛋白质含量的影响。试验结果表明,暴露72h后,浒苔对Pb2+的去除率平均为(84.44±0.99)%,本试验范围内呈先升后降的趋势。叶绿素a、b含量在Pb2+不同质量浓度处理下呈现一定波动,但叶绿素a/b的比值变化不大。可溶性糖含量与空白对照相比总体上增加,而蛋白质含量总体上略有减少,但两者均有随着Pb2+质量浓度不断上升先升后降的趋势。浒苔对Pb2+具有较好的去除率和一定的生理抗性,可以用作低质量浓度含铅废水的去除。     

改性甘薯渣吸附剂的制备及其对Cr6+和Zn2+的吸附性能

以甘薯渣为原材料经改性制备甘薯渣吸附剂,配制不同浓度的Cr6+、Zn2+水溶液,研究甘薯渣吸附剂对水中Cr6+、Zn2+的吸附效果。分析溶液初始浓度、吸附剂用量、pH、温度、吸附时间、吸附剂粒径对吸附性能的影响。结果表明,改性甘薯渣对水中Cr6+和Zn2+的吸附效果显著优于活性炭,对Cr6+、Zn2+的吸附机理为以化学吸附为主的化学物理吸附,遵循准二级吸附动力学模型。Freundlich吸附等温式能很好的描述改性甘薯渣对Cr6+、Zn2+吸附规律。扫描电子显微镜（SEM）观测和傅氏转换红外线光谱（FTIR）分析结果表明,改性甘薯渣表面疏松多孔结构可提供多吸附位点,且羟基、羧基等基团有利于对Cr6+、Zn2+的吸附。该吸附剂解吸处理后可重复使用。     

原玻璃蝇节杆菌对铅离子的吸附性能研究

研究了海洋细菌原玻璃蝇节杆菌(Arthrobacter protophormiae)对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附性能,探讨了溶液酸碱度、温度、菌体浓度和接触时间等因素对去除效率的影响。利用原子力显微镜技术探测吸附前后细胞表面的变化。结果表明,该海洋菌体吸附铅离子的最佳酸碱度为p H 6,去除铅离子的最佳温度为55℃,且增大菌体浓度有利于铅离子的去除,准二级动力学模型较好地拟合了动力学数据。铅离子的吸附导致细菌细胞表面产生显著变化。     

铜-苯并[a]芘复合污染体系中铜的微生物吸附特性

研究了铜-苯并[a]芘（BaP）复合污染体系中,嗜麦芽窄食单胞菌对铜的微生物吸附特性。实验结果表明,该菌可以选择性地吸附Cu^2＋,并把NO3^-还原为NO2^-,pH、投菌量、处理时间和铜浓度等因素及BaP均会对铜的生物吸附产生显著的影响,BaP和这4个因素的相互作用对铜的生物吸附也达到了显著的水平。投菌量会对铜吸附过程中F-、Cl^-、NO2^-、NO3^-、PO34^-和SO24-等离子的释放产生显著的影响,BaP则会显著的影响F^-、NO2^-、NO3^-和PO34^-的浓度水平。当BaP的浓度为0、0.1、1.0、10.0 mg.L^-1时,2.5 g.L^-1菌体对pH为6.0、浓度为2 mg.L^-1的铜溶液的吸附率分别高达97.1%、93.8%、94.0%和93.3%。BaP和铜在2 h内均没有造成菌体表面形态的明显变化;处理10 mg.L^-1 Cu^2＋及其与BaP的复合污染2 d后,菌体表面会产生突起结构。     

1株耐重金属细菌的筛选、鉴定及吸附性能研究

为了更加有效地对重金属污染环境进行生物修复,从Cd污染废水中分离到1株耐Cd的菌株DJ16,经形态观察、生理生化特性、脂肪酸组分及16S rRNA基因序列分析确定该菌株属于沙雷氏菌属(Serratia)。该菌株的重金属耐受性试验表明,菌株对Zn~(2+)的耐受性最强,Cd~(2+)次之,Cu~(2+)最差。菌株的重金属富集试验显示,菌株对Cu~(2+)、Zn~(2+)的吸附量随培养时间的增加先增加后降低,对Cu~(2+)的吸附量在培养12 h时最高,为6.8 mg/g,对Zn~(2+)的吸附量也在培养12 h时最高,为9.0 mg/g。菌株对Cd~(2+)的吸附量随培养时间的增加而增加,培养36 h时最高,为8.8 mg/g。综上,该菌株在生物修复方面具有很大的应用前景。     

羊栖菜对Cu^2＋的吸附特性研究

研究了羊栖菜对水溶液中Cu^2＋的吸附特性。结果表明：羊栖菜吸附重金属铜受pH影响最大,pH为4—4．5时吸附效果最好,在20-25min内金属去除率达到近90％,60min时羊栖菜对重金属的吸附基本达到饱和。吸附容量随吸附剂添加量增加而降低。Langmuir可以很好地拟合实验得到平衡数据。