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

1、近年來，隨著我國經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，人口數(shù)量持續(xù)增長，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、成分越來越復(fù)雜。由于現(xiàn)階段全國范圍內(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)處理或未達標的污(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)，嚴重威脅到我國有限的水資源，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)活動中產(chǎn)生各種重金屬廢水，隸屬難生物降解、毒性大、處

2、理成本高、易通過食物鏈富集后危害人體安全的廢水。在已報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，對廢水中的Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)進行處理技術(shù)的深入研究及革新已勢在必行。目前處理含Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)廢水的常用方法有：化學沉淀、離子交換、化學氧化或還原、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題。生物法具有選擇性強、效率高、消耗少、費用低等優(yōu)點，近年來，越來越多的被應(yīng)用于重金屬廢水處理的研究中，在此類研究中，生物吸附劑一直是研究者關(guān)注的重點，相比之下，人們對于微生物絮凝劑處理重金屬廢水的研究尚處于起步階段，更鮮于其重金屬捕集機理的探索。
　　 本研究以微生物絮凝劑MBFGA1為重金屬捕集劑，對溶液中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)進行捕集，研究了微生物絮凝劑MBFGA1對Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的捕集性能。采

4、用單因素靜態(tài)實驗對影響MBFGA1捕集Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的5個主要影響因素：pH值、MBFGA1投加量、CaCl2投加量、攪拌速度和攪拌時間進行了實驗分析，并在單因素靜態(tài)實驗的基礎(chǔ)上通過BBD(Box-Behnken design)響應(yīng)面優(yōu)化法對MBFGA1捕集水中Cu(Ⅱ)的過程進行了優(yōu)化，設(shè)定5個影響因子分別為pH值、MBFOA1投加量、CaCl2投加量、攪拌速度和攪拌時間，響應(yīng)值為Cu(Ⅱ)的去除率。同時，結(jié)合FTIR圖對MB

5、FGA1捕集Cu(Ⅱ)的相關(guān)機理進行了初探。結(jié)果表明，不同的因子對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，相對來說MBFGA1投加量的影響作用尤為明顯；當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和攪拌時間為47.79s時，MBFGA1對Cu(Ⅱ)捕集的效果達到最佳，Cu(Ⅱ)

6、的實測濃度為0.08 mg/L，去除率達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，相對來說pH的影響作用尤為明顯；當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和攪拌時間為120s時，MBFGA1對Pb(Ⅱ)捕集的效果達到最佳，Pb(Ⅱ)的實測濃度為0.05mg/L，去除率達99.8％。最后結(jié)合FTIR