微生物絮凝劑捕集水中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的優(yōu)化及機(jī)理研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，人口數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，人們生活水平穩(wěn)步提高，生活污水及工業(yè)廢水的產(chǎn)生量不斷遞增、成分越來(lái)越復(fù)雜。由于現(xiàn)階段全國(guó)范圍內(nèi)統(tǒng)一有效地污水排放監(jiān)管體系尚未完善，復(fù)雜廢水的處理技術(shù)瓶頸有待突破，大量未經(jīng)處理或未達(dá)標(biāo)的污(廢)水肆意排放，造成各大流域內(nèi)水環(huán)境惡化現(xiàn)象頻發(fā)，嚴(yán)重威脅到我國(guó)有限的水資源，并在一定程度上危害到人們的生命健康。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生各種重金屬?gòu)U水，隸屬難生物降解、毒性大、處

2、理成本高、易通過(guò)食物鏈富集后危害人體安全的廢水。在已報(bào)道的各類重金屬污染突發(fā)事件中，Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)污染的事件頻發(fā)，嚴(yán)重影響到周圍環(huán)境的生物多樣性及人們的生命安全，因此，對(duì)廢水中的Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)進(jìn)行處理技術(shù)的深入研究及革新已勢(shì)在必行。目前處理含Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)廢水的常用方法有：化學(xué)沉淀、離子交換、化學(xué)氧化或還原、反滲透、電滲析、超濾、溶劑萃取等，但是這些方法都有一定的局限性，如處理費(fèi)用居高不下、操作條件較難控制、易形

3、成二次污染物等諸多問(wèn)題。生物法具有選擇性強(qiáng)、效率高、消耗少、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)，越來(lái)越多的被應(yīng)用于重金屬?gòu)U水處理的研究中，在此類研究中，生物吸附劑一直是研究者關(guān)注的重點(diǎn)，相比之下，人們對(duì)于微生物絮凝劑處理重金屬?gòu)U水的研究尚處于起步階段，更鮮于其重金屬捕集機(jī)理的探索。
　　 本研究以微生物絮凝劑MBFGA1為重金屬捕集劑，對(duì)溶液中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)進(jìn)行捕集，研究了微生物絮凝劑MBFGA1對(duì)Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的捕集性能。采

4、用單因素靜態(tài)實(shí)驗(yàn)對(duì)影響MBFGA1捕集Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的5個(gè)主要影響因素：pH值、MBFGA1投加量、CaCl2投加量、攪拌速度和攪拌時(shí)間進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，并在單因素靜態(tài)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)BBD(Box-Behnken design)響應(yīng)面優(yōu)化法對(duì)MBFGA1捕集水中Cu(Ⅱ)的過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化，設(shè)定5個(gè)影響因子分別為pH值、MBFOA1投加量、CaCl2投加量、攪拌速度和攪拌時(shí)間，響應(yīng)值為Cu(Ⅱ)的去除率。同時(shí)，結(jié)合FTIR圖對(duì)MB

5、FGA1捕集Cu(Ⅱ)的相關(guān)機(jī)理進(jìn)行了初探。結(jié)果表明，不同的因子對(duì)其捕集效果的影響不同，各自都有一定的規(guī)律：影響MBFGA1捕集Cu(Ⅱ)的顯著性因素為MBFGA1投加量和攪拌速度，相對(duì)來(lái)說(shuō)MBFGA1投加量的影響作用尤為明顯；當(dāng)pH為7.23，MBFGA1投加量為24.75mg/L，CaCl2投加量為29.25 mg/L，攪拌速度為130.90r/min和攪拌時(shí)間為47.79s時(shí)，MBFGA1對(duì)Cu(Ⅱ)捕集的效果達(dá)到最佳，Cu(Ⅱ)

6、的實(shí)測(cè)濃度為0.08 mg/L，去除率達(dá)99.68％，捕集容量為303-3mg/g。影響MBFGA1捕集Pb(Ⅱ)的顯著性因素為MBFGA1投加量和pH，相對(duì)來(lái)說(shuō)pH的影響作用尤為明顯；當(dāng)pH為9.0，MBFGA1投加量為33mg/L，CaCl2投加量為4.0mg/L，攪拌速度為200r/min和攪拌時(shí)間為120s時(shí)，MBFGA1對(duì)Pb(Ⅱ)捕集的效果達(dá)到最佳，Pb(Ⅱ)的實(shí)測(cè)濃度為0.05mg/L，去除率達(dá)99.8％。最后結(jié)合FTIR