絮凝酵母SPSC01生物吸附Cr(VI)的研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jerryweimao
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重金属污染是当今世界非常严重的环境污染问题之一。本文中涉及到的Cr即为一类毒性较大的重金属。水体中的Cr主要以三价和六价的化合物为主,通常以Cr3+、CrO2-、CrO42-、Cr2O72-4种离子形态存在。传统的处理方法包括:离子交换、化学沉淀、活性炭吸附等等,适合于高浓度废水处理。当废水浓度低时(<100 mg/L),处理效率低,而且处理费用高。利用生物体处理重金属有着比物理化学法更高的优势,特别是在处理低浓度重金属废水时,表现出更高的效率。常见的生物吸附剂包括细菌、真菌、酵母和藻类。生物材料来源广泛,成本低廉。然而,由于生物吸附剂尺度小,密度低,固液分离困难,其在重金属废水处理领域的应用受到限制。本文中所采用的絮凝酵母SPSC01为絮凝性状优良、已经投入燃料乙醇工业生产的融合酵母菌,具有自絮凝形成颗粒的特性。对于其吸附Cr(Ⅵ)的机理进行了研究。结果证明,pH是还原吸附过程中最主要的参数,在一定范围内,pH越低,越利于Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),越快达到吸附平衡;pH越高,越利于Cr(Ⅲ)的吸附,总铬的去除率越高。综合考虑选择pH 2为最佳处理pH。消解吸附平衡后的菌体发现,吸附到酵母上的Cr均为Cr(Ⅲ)。利用化学屏蔽的方法处理酵母,对比吸附效果发现,酵母表面对于吸附起主要作用的基团是氨基、羧基和酰胺基。傅里叶变换红外光谱的结果也证明了这个结果。分离酵母组分并测定各组分上吸附的Cr的比例,并通过透射电子显微镜观察,发现细胞壁上吸附了大部分的Cr,阻止了大量的Cr离子的进入,降低了Cr对细胞的生物毒性,即使与Cr(Ⅵ)反应达到吸附平衡时,SPSC01仍能保持一定的生物活性,可以解吸后再吸附,提高利用率。对于解吸的方法进行了筛选,认为1 mol/L的HNO3在35℃下起到了很好的解吸效果,可以是以后的酵母循环利用以及Cr的回收的一种有利方法。
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