生物吸附法处理低浓度重金属废水

摘要工业废水中往往含有一定量的有毒重金属离子，对人体健康具有潜在危害。去除水溶液中重金属的常用物理处理方法有化学沉淀法、电解法、离子浮选法、电渗析反渗透法、铁氧体法、吸附法等。但这些传统方法有一个共同的缺点：在处理100mg/L以下的低浓度重金属废水时，运行费用和原材料成本往往较高，经济上不可行。近年来，一种新的重金属废水处理方法——生物吸附法在处理大体积、低浓度的复杂重金属废水中有着非常广阔的发展前景。由于生物吸附能高效、选择性、快速地吸附分离复杂稀溶液中的金属离子，各种生物吸附材料的研究开始兴起。然而，天然生物吸附金属后，必须经过沉降、过滤或离心等工艺才能将其从溶液中分离出来，操作过程极易堵塞管道。采用固定化技术可以解决这一问题。由于包埋是目前应用最为广泛、最为成熟的固定化技术，对各种天然和合成高分子包埋材料的研究成为生物吸附研究的热点之一。本研究由江苏省自然科学基金项目“反应器中包埋微生物吸附去除废水中重金属离子的原理及应用”资助，以高效经济的重金属废水处理技术为主要目标，研究不同类型的生物材料（藻类、酵母和好氧活性污泥）对多种重金属离子（Pb、Cd、Cu、Zn）的吸附及机理，确定影响生物吸附重金属离子能力和速率的主要因素；寻找适合重金属吸附的包埋生物的方法；分析多种重金属离子共存时的生物吸附特性；选择适用于生物吸附重金属的反应器类型和工艺参数，探索包埋式生物反应器吸附去除废水中重金属离子的基本原理和技术可行性，属于应用基础研究。具体内容包括：1.选择合适的生物吸附材料本项目采用酵母、小球藻和活性污泥作为生物吸附材料，对其重金属吸附性能进行较为深入的研究。三种生物材料均具有吸附去除废水中重金属离子的能力，且在pH=4～5范围内对重金属均能达到最佳去除效果。但它们的吸附容量仍存在较大差异，在Cul+离子的对比吸附实验中，湿式活性污泥的吸附效果可达5mg/g，远高于小球藻和啤酒酵母的吸附容量。选择活性污泥作为主要生物吸附材料进行后续的包埋实验。 (1)TEM分析表明，活性酵母主要通过表面吸附去除溶液中的重金属离子。