磁性藻的制備及其對剛果紅和亞甲基藍(lán)廢水吸附脫色效果研究.pdf

1、染料廢水具有水質(zhì)復(fù)雜、有機(jī)物含量高、可生化性差、色度高等特點(diǎn)，直接排放將會對水體造成嚴(yán)重的污染。染料廢水的處理方法有很多種，其中，利用吸附法對染料廢水進(jìn)行脫色處理具有較大優(yōu)勢。微藻是一種體積微小的單細(xì)胞自養(yǎng)生物，微藻最大優(yōu)勢是生長所需營養(yǎng)元素為氮、磷、鉀，培養(yǎng)成本低。微藻細(xì)胞壁含有蛋白質(zhì)和多糖等成分，其含有的功能基團(tuán)能與染料分子結(jié)合，具有用作吸附劑的特質(zhì)，可用作染料廢水脫色生物材料。然而，微藻藻細(xì)胞細(xì)小，用作吸附劑時(shí)往往會給后續(xù)固液分離

2、帶來困難。因此，開發(fā)一種技術(shù)，使微藻吸附劑在染料廢水脫色處理后容易實(shí)現(xiàn)固液分離是微藻吸附劑成功應(yīng)用于實(shí)踐的關(guān)鍵問題。
　　有研究表明磁化及磁分離技術(shù)可以用于解決固液分離難題，但針對微藻細(xì)胞吸附劑的磁化及磁分離研究鮮見報(bào)道。本文擬制備磁化藻吸附劑，并針對其對剛果紅和亞甲基藍(lán)廢水脫色效果進(jìn)行研究，以解決吸附脫色過程固液分離難題。本研究以FeCl3·6H2O,FeSO4·7H2O和NH3·H2O為實(shí)驗(yàn)材料，利用化學(xué)共沉淀法制備磁性納米四

3、氧化三鐵，而后制得水基磁流體；而后分別以蛋白核小球藻（Cp）及鈍頂螺旋藻(Sp)干粉作為固著基，利用表面附著法使微藻與磁流體結(jié)合，在其細(xì)胞表面負(fù)載磁性納米顆粒，最終制備出具有磁性且有吸附性能的磁性蛋白核小球藻（M-Cp）、磁性鈍頂螺旋藻(M-Sp)生物吸附劑；借助掃描電鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、振動樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）對復(fù)合材料進(jìn)行表征，并通過測定復(fù)合材料的磁分離率和鐵的溶出率研究其物化性質(zhì)，結(jié)果顯示磁性納米粒子已成功負(fù)載于藻

4、細(xì)胞表面，制備的磁性藻具有超順磁性，同時(shí)具有較好的物理和化學(xué)穩(wěn)定性。
　　分別以剛果紅(CR)和亞甲基藍(lán)(MB)染料廢水為研究對象，進(jìn)行了一系列吸附脫色實(shí)驗(yàn)，研究幾種典型影響因子對吸附性能的影響及脫色處理的效果。通過等溫線模型、動力學(xué)模型對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論，利用傅里葉紅外光譜儀對吸附前后的磁性藻粉進(jìn)行測定，探討磁性微藻吸附劑對染料廢水的脫色機(jī)理。結(jié)果表明，磁化前后微藻對染料的脫色效果差異不顯著。在室溫（25℃）條件下，當(dāng)吸附

5、劑投加量為0.8 g/L、pH=7時(shí)，Cp、M-Cp、Sp、M-Sp對剛果紅的最大吸附量分別169.468、135.905、118.469、103.140 mg/g，對亞甲基藍(lán)的最大吸附量分別為216.908、200.725、186.304、193.502 mg/g；在溫度為25℃-50℃之間，微藻對剛果紅和亞甲基藍(lán)的吸附符合 Langmuir和Freundlich等溫線模型，這說明此吸附過程是單層和多層吸附相結(jié)合；吸附熱力學(xué)研究表明，