廢啤酒酵母對水中鉛、鋅、鎘的生物吸附研究.pdf

1、本文利用廉價(jià)的啤酒工業(yè)副產(chǎn)物廢啤酒酵母作為生物吸附劑處理水中鉛、鋅、鎘多金屬廢水。首先對廢啤酒酵母的表面形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了表征;考察了各影響因素對去除效果的影響,進(jìn)而對吸附動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究,并對吸附機(jī)理進(jìn)行了探討。具體研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　利用掃描電鏡-SEM、比表面積孔徑測定儀-BET、紅外光譜-FTIR、惰性電解質(zhì)滴定法對廢啤酒酵母的表面形態(tài)、比表面積及孔徑、表面官能團(tuán)類型和電荷特性等進(jìn)行表征,結(jié)果表明:廢啤酒酵母表面比

2、較粗糙且凹凸不平,具有一定的溝槽與凹坑,但孔結(jié)構(gòu)較少,孔徑主要分布在0~10 nm之間,比表面積約為1.976 m2·g-1;其成分主要為蛋白質(zhì)和碳水化合物如纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等,存在羧基、胺基、羥基等可參與吸附的活性官能團(tuán)。廢啤酒酵母的表面零電荷點(diǎn)pHZPC,pH≈6.8,其表面電性呈偏中性。當(dāng)pH值小于pHZPC時(shí),廢啤酒酵母表面帶正電,而當(dāng)pH值大于6.8時(shí),表面電性轉(zhuǎn)變?yōu)閹ж?fù)電。
　　實(shí)驗(yàn)考察了pH值,吸附時(shí)間,吸附

3、劑投加量,重金屬離子的初始濃度,共存離子等因素對鉛、鋅、鎘去除效果的影響,結(jié)果顯示:初始pH、廢啤酒酵母的投加量和吸附時(shí)間是吸附鉛、鋅、鎘重金屬離子的重要影響因素。在pH3~7范圍內(nèi),廢啤酒酵母對鉛、鋅、鎘均可以達(dá)到較高吸附效率;吸附速率在開始15min內(nèi)非常快,鉛、鋅、鎘去除率即分別達(dá)到最大去除率的98％、86%和90%,吸附在90min達(dá)到平衡。三種金屬離子的共存使其在吸附過程中產(chǎn)生了相互影響。水中鉛、鋅、鎘的去除率與廢啤酒酵母投加

4、量呈正比關(guān)系;鋅、鎘的去除率與初始濃度呈反比關(guān)系,而鉛的去除率在初始濃度變化范圍內(nèi)一直呈現(xiàn)較高水平。鉛、鋅、鎘金屬離子在優(yōu)化條件下去除率分別可達(dá)96.4%、68.1%和78.9%。
　　廢啤酒酵母對三種金屬離子的吸附過程符合擬二級動(dòng)力學(xué)方程,吸附過程由內(nèi)擴(kuò)散和液膜擴(kuò)散聯(lián)合控制。
　　對廢啤酒酵母的吸附機(jī)理研究表明:廢啤酒酵母在吸附前后結(jié)構(gòu)保持相對完整。甲基化和酯化后的廢啤酒酵母對鋅和鎘的吸附量降低,說明胺基和羧基在吸附過程中