生物吸附法处理重金属废水的研究现状及发展前景【文献综述】

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1、毕业论文文献综述食品科学与工程生物吸附法处理重金属废水的研究现状及发展前景[摘要]概括介绍了重全属污染的现状以及用生物吸附法去除重全属的优点，对生物吸附剂的定义和种类，生物吸附的机理，影响生物吸附的因素等进行了综述，并介绍了蟹壳作为生物吸附剂的发展前景，当今国内外生物吸附的研究现状，并对其发展前景作了展望。[关键词]生物吸附；吸附机理；废水处理；重金属；蟹壳前言随着现代工业的不断发展，工业生产所产生的大量含重金属的废水则因其不可降解且易通过食物链在生物体内富集，对环境和人类生活构成了极大的威胁。人们的生存环境日益恶化，水体污染已成为影响人类健康的重要因素,环

2、境污染的预防和治理也因此成为人们愈加重视的一大课题。工业过程中往往会产生大量铅、镍、铜等重金属离子的废水或固体废弃物。如果这些有害离子得不到及时有效的处理，就会对生态环境和人类的健康产生不良的影响，也会使国民经济造成重大的损失[1]。因此，有效去除污染水体中的重金属具有十分重要的意义[2]。目前处理含重金属的废水的方法很多,包括化学沉淀、氧化还原、离子交换、吸附、反渗透和电解等，但这些技术存在一定的弊端，如工艺设备复杂、材料昂贵，运行成本高，操作管理麻烦,并且存在着二次污染，不能很好的解决重金属和水资源再利用等问题。因此，寻求新的重金属离子处理方法是人们迫切

3、的要求[3-6]。生物吸附法作为一种新兴的处理技术，在处理低浓度的重金属废水方面得到广泛的关注与研究[7]。与传统处理技术相比，生物吸附法具有以下优点：低浓度时，金属可以被生物选择性地吸附；对钙、镁离了吸附量较小，处理效率高；适用的pH值和温度范围宽；投资小，运行费用低，还可有效回收贵重金属。因此，生物吸附技术在处理重金属废水方面有着广阔的前景，具有很好的社会效益和经济效益[8]。1生物吸附剂的定义及种类生物吸附剂是指能够吸附废水中重金属污染物和（或）其它污染物的生物体及其人工制备的衍生物。主要包括细菌、真菌、藻类和农林废弃物等（见表1）。表1生物吸附剂的种

4、类种类生物吸附剂细菌淀粉、纤维素、壳聚糖等有机物氰基菌、枯草杆菌、生物动胶菌、地衣型芽孢杆菌等霉菌米曲霉、黄曲霉、产黄青霉、百腐真菌、芽枝酶、微黑根酶、毛酶等酵母啤酒酵母、假私酵母、产朊酵母等藻类褐藻、绿藻、红藻、马尾藻、鱼腥藻、墨角藻、小球藻、岩衣藻、海带等植物系统芦苇、红树、加拿大杨、大麦、凤眼莲、苎麻、池杉、水芹菜、香根草等动植物碎片螃蟹壳、棉籽壳、稻壳、红树叶碎屑、金钟柏、花生壳粉、坚果壳等2生物吸附机理生物吸附重金属的机理十分复杂，而各种生物吸附剂复杂结构意味着生物吸附剂结合金属会有很多方式。根据在溶液中去除金属的方式不同，生物吸附法可分为细胞外富

5、集沉淀、细胞内富集和细胞表面吸附沉淀。根据细胞对新陈代谢依赖程度的不同，其吸附机理可以分成依赖新陈代谢型(活的生物体)和不依赖新陈代谢型(死的生物体)。由于吸附剂本身的组成结构和溶液组成的复杂性，目前对吸附机理的研究还没有形成相对完整的理论。近几年来，不少专家、学者对生物吸附机理进行了探讨与研究，并提出了各种吸附机理，如酶促机理、表面络合、静电吸附、氧化还原、微沉积、离子交换等。由于生物具有成份多样性和结构复杂性的特点，生物吸附的机理将取决于生物吸附剂种类特性和生物的组成成分。此外，溶液中的重金属离子在一定程度上也能影响生物吸附的机理。随着生物吸附研究的不断

6、深入，越来越多实验表明，生物吸附是由多种吸附机理共同作用所得的结果。对生物积累机理的解释，国内外学者也提出了多种不同的理论，包括细胞脂质过氧化、重金属离子与吸附位点的配位、微沉淀、赘合、载体协助运输、复合物渗透、主动运输、被动扩散及软硬酸碱理论(HSAB)等。3生物吸附的影响因素用生物吸附剂吸附重金属是一个非常复杂的过程，它易受吸附剂、金属离子及各种操作因索的影响。不同吸附过程影响的因素也不同[9]。3.1吸附剂粒径粒径对吸附重金属量有明显的影响。据研究，在平衡浓度较高情况下，大粒径吸附剂(0.84～1.00mm)对各种金属的单位吸附量均超过了小粒径吸附剂(

7、0.105～0.295mm)。然而，虽大粒径的吸附剂具有良好的吸附能力，但小粒径吸附剂的耐压能力却优于大粒径的。因此，在实际运用操作过程中则需要综合考虑两方面的因素。3.2溶液的pH值pH值是影响生物吸附重金属的一个重要因素。pH值不仅能对生物吸附剂结合重金属的活性位点产生显著的影响，而且也对重金属溶液的化学反应（如无机配位、有机络合、水解、氧化还原、沉淀等)产生显著的影响。对大多数吸附过程来说，其吸附量随溶液pH的升高而增大。但对于重金属吸附而言，重金属的吸附量与pH值并不是呈简单的线性关系。每种特定的吸附体系都有其特定的最适pH值。一般当其他条件都相同的

8、情况下，最适pH值下的吸附量最大。而过高pH值会对重