论文部分内容阅读
近年来,随着经济的快速发展,工业废水大量排放导致在土壤和水体中积累了较多的重金属,严重污染了环境并危害人类及其他生物的健康。因此对重金属废水处理技术的深入研究势在必行。絮凝沉淀是目前国内外普遍采用的一种水处理方法,絮凝剂在絮凝沉降水处理过程中起着至关重要的作用。微生物絮凝剂(Microbial Flocculent,简称MBF)作为一种新型水处理剂,具有高效、无毒、无二次污染且应用领域宽泛等优点,越来越受到人们的关注,其在水处理领域的应用潜力日益凸显。本文以微生物絮凝剂MBFA9为研究对象,通过优化絮凝菌的培养和产絮条件,提高其絮凝性能,并对絮凝剂进行成分分析,重点研究了MBFA9对含铅废水的处理作用,优化其处理条件并分析反应机理。获得如下研究结果:(1)絮凝菌的最佳培养和产絮条件为:在温度为30℃,摇床转速为150r/min,接种量为3%(V/V),pH为7~8的条件下于发酵培养基中培养72h时,发酵液的用量为0.1%(V/V),搅拌速度为200r/min快搅1min,再以80r/min慢搅5min,此时絮凝率达到97.8%。(2) MBFA9对酸和高温具有稳定性,通过红外光谱分析,确定絮凝剂中起絮凝作用的物质是具有热稳定性的高分子多聚糖,且絮凝机理主要表现为吸附架桥作用。(3) MBFA9具有去除水中Pb2+的作用,通过对MBFA9捕集Pb2+的影响因素进行条件优化得到:MBFA9捕集Pb2+的最佳震荡时间为30min,最佳pH值为4.0-6.0,最佳投加量为5%(V/V),最适温度为25℃~35℃。在此条件下,MBFA9对水中Pb2+去除率可高达98.85%。动力学研究发现:MBFA9对废水中Pb2+的捕集行为可以用准二级动力学模型描述,理论最大捕集量为196.08mg/g,吸附速率常数K2为0.0186 g/mg.min; Langmuir等温吸附模型可以较好地描述MBFA9捕集Pb2+的热力学特征,相关系数R2=0.9603。(4)根据MBFA9捕集Pb2+前后的红外光谱、扫描电镜和能谱的分析结果,推测其反应机理可能是是絮凝剂表面的官能团与Pb2+通过络合作用形成了络合体(聚合物,氧化物),絮凝剂中的羟基、酰胺基、羧基等基团在捕集Pb2+过程中发挥重要作用,同时还存在着絮体间的网捕卷扫作用,因此对Pb2+具有较好的去除效果。