探究黄孢展齿革菌生物吸附镉离子和同时吸附镉离子与铅离子的研究

《探究黄孢展齿革菌生物吸附镉离子和同时吸附镉离子与铅离子的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、厦门大学硕士学位论文黄孢展齿革菌生物吸附镉离子和同时吸附镉离子与铅离子的研究姓名：刘刚申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李清彪2001.6.1摘费摘要随着电镀、冶金、染料、石油、电池等化学工业的迅猛发展，含镉和铅重金属废水的大量排放给环境及人类健康带来了极大的危害。本文提出生物吸附法(biosorption)来处理水溶液中的镉离子和铅离子。与传统的重金属处理方法(化学沉淀法、离子交换法、氧化还原法、铁氧铁法)相比，生物吸附法具有原材料广泛、成本低、不易造成二次污染、吸附量较大、对于O-lOOppm的重金属废水溶液具有较好的

2、吸附效果等诸多优点。本文所选用的生物材料为黄孢展齿革菌菌丝球。它可以直接用于处理重金属废水溶液，而且后续分离工序极为简单，不需要离心或其它耗能较大的分离操作过程。，f首先，详细地研究了黄孢展齿革菌菌丝球对镉离子的吸附行为。比较多种t预处理方法发现采用甲醛交联一碱处理方法能显著提高吸附效果，吸附量比天然生物量增加了114％。分析了影响生物吸附过程的物理化学因素，如溶液pH值、吸附温度、吸附时间和菌丝球颗粒直径。实验结果表明，当溶液pH为4．5，吸附温度为25～30℃，菌丝球粒径在1．58～2．03mm范围内，吸附时间为13h，吸附效

3、果最佳。当镉离子初始浓度为50megL时，吸附量为15．2mg／g。对吸附平衡进行了研究，用Freundlieh模型方程对吸附等温线数掘进行了拟合，拟合结果表明该生物吸附平衡曲线可以用Freundlich模型进行描述。吸附动力学结果表明生物吸附过程可分为两个阶段，首先是一个快速吸附的过程，在吸附开始的30min内，溶液中镉离子的浓度下降很快，而第二个阶段吸附量增加的速度很慢。13h之后吸附过程已基本达到平衡。其次，针对黄孢展齿革菌吸附镉离子的实际情况，建立了生物吸附过程的颗粒模型。该模型同时考虑了内外扩散对吸附过程的影响，建立了一

4、个非线性二阶偏微分方程。结合边界条件和初始条件对该方程采用高阶近似有限差分数值方法来求解。计算结果表明，该模型基本能反映生物吸附过程的实际情况，．I．模型计算值与实验值的误差都在7％以下。再次，采用红外光谱法、X．射线光电子谱法、化学修饰法对黄孢展齿革菌吸附镉离子的机理进行研究。结果表明其生物吸附过程中存在络合反应机理，黄孢展齿革菌细胞壁上的含氮基团和含氧基团参与了与镉离子的络合反应过程。此外，吸附后钙镁离子的增加表明了生物吸附过程中还存在着离子交换机理。最后，对黄孢展齿革菌吸附铅离子和同时吸附镉离子与铅离子的吸附行为进行了研究。

5、实验结果表明，颗粒直径为1．58．2．03mm的黄孢展齿革菌吸附铅离子的最佳吸附条件为pH值4．5，温度为27"C。其吸附等温线用Freundlich方程表示。黄孢展齿革菌对镉离子与铅离子的同时吸附过程表明，一种金属离子的存在会导致另一种金属离子吸附量的减少，且黄孢展齿革菌对铅离子比对镉离子有更好的吸附选择性。广7百关键词：黄孢展齿革菌丫生物吸时_镉离子?铅离享i同时吸酷，机理，模型稼#姐矜√A8盯RACTABSTRACTIncompanywiththefastdevelopmentofthemetalplating，mining

6、，dying，petrochemicalandbatteryindustries，agreatdealofwastewatercontainingtheexcessivedangerousheavymetalions，suchasleadandcadmiumions，hasbeendischargedintotheenvironmentandwouldengenderthegreatharmtotheenvironmentalecologyandthehumanhealth．Inthispaper,biosorptionmetho

7、dwasusedtoremovethecadmiumandleadionsfromthesolution．ThebiomassmaterialsusedinthisstudywerethemycelialpelletsofPhanerochaetechrysosporium．Thesebiosorbentscouldbedirectlyusedtoadsorbtheheavymetalsfromthesolution．Anotheradvantageofthesebiosorbentsisthatthesubsequentsoli

8、d—liquidseparationprocedure-filtration·isveryeasyandsimpletobeconductedwithouttheneedofcentrifugation．Firstly,Thepropertieso