啤酒酵母對(duì)重金屬的吸附特性及其應(yīng)用研究.pdf

1、該研究通過(guò)以實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的啤酒酵母作生物吸附劑,以Cd<'2+>和Cu<'2+>為吸附對(duì)象,研究了其吸附的動(dòng)力學(xué)過(guò)程、等溫吸附特征以及前處理、pH、共存離子、菌體用量等因素對(duì)吸附的影響;海藻酸鹽為包埋劑,研究了對(duì)啤酒酵母的固定方法及固定化啤酒酵母顆粒的機(jī)械性能,對(duì)其吸附動(dòng)力學(xué)、等溫吸附特征、影響因素及其再生進(jìn)行了研究.主要研究結(jié)果如下:非固定化失活啤酒酵母對(duì)Cd<'2+>的單位菌體吸附量與來(lái)自制藥廠的污泥相當(dāng),是常用吸附劑活性炭的三倍,在

2、含重金屬?gòu)U水的處理方面很具優(yōu)勢(shì).而對(duì)啤酒酵母用鹽酸進(jìn)行處理和進(jìn)行研磨后,大大的降低了它對(duì)Cd<'2+>的吸附量.動(dòng)力學(xué)吸附試驗(yàn)表明:非固定化啤酒酵母對(duì)重金屬的吸附是一個(gè)快速的、不依賴于生物代謝的過(guò)程,經(jīng)過(guò)2h后Cd<'2+>達(dá)吸附平衡,Cu<'2+>為3h.它們的的吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程均可用Elovich方程、拋物線擴(kuò)散方程、雙常數(shù)方程、二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程、Langmuir動(dòng)力學(xué)方程來(lái)擬合,對(duì)Cd<'2+>來(lái)說(shuō),以二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的的擬合效果最佳,

3、Cu<'2+>以Elovich方程最佳.溶液pH和啤酒酵母用量對(duì)Cd<'2+>、Cu<'2+>會(huì)產(chǎn)生較大的影響.該試驗(yàn)條件下,非固定化啤酒酵母對(duì)Cd<'2+>和Cu<'2+>吸附的最佳PH為4,過(guò)高和過(guò)低均不利于吸附的進(jìn)行;增加啤酒酵母用量,會(huì)降低對(duì)Cd<'2+>、Cu<'2+>的單位菌體的吸附量,增加吸附總量,提高吸附率.用海藻酸鹽對(duì)不同用量和不同處理的啤酒酵母進(jìn)行固定化,所得的顆粒粒徑在2-3mm之間,與生物吸附的最佳粒徑相符.啤酒

4、酵母固定化的最佳方法為:將l:3海藻酸鈉-堿處理啤酒酵母滴加到2％CaCl<,2>溶液中.Al<'3+>處理能提高固定化啤酒酵母的耐熱性,增加其機(jī)械性能,但大大降低其對(duì)Cd<'2+>和Cu<'2+>吸附性能,因此不宜使用.固定化啤酒酵母吸附Cd<'2+>的平衡時(shí)間為60h,Cu<'2+>為24h,與非固定化啤酒酵母的相比,分別延長(zhǎng)了30倍和8倍,吸附速率大大降低.固定化啤酒酵母對(duì)重金屬的吸附動(dòng)力學(xué)也可用Elovich方程、拋物線擴(kuò)散方程

5、、雙常數(shù)方程、二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程、Langmuir動(dòng)力學(xué)方程擬合,但Cd<'2+>以Elovich方程最佳,Cu<'2+>以Langmuir動(dòng)力學(xué)方程最佳.固定化堿處理啤酒酵母對(duì)Cd<'2+>和Cu<'2+>吸附的最佳pH為4,與非固定化啤酒酵母相同.固定化啤酒酵母對(duì)重金屬的等溫吸附過(guò)程也可用Linear方程、Langmuir方程和Freundlich方程來(lái)進(jìn)行擬合,但以Freundlich方程最優(yōu).實(shí)際的最大吸附量Cd為75.41mg/g