微生物对重金属铅离子的吸附

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1、中北大学2009届毕业论文1引言1.1染料废水的特性及处理方法1.1.1染料废水的水质特性染整工艺的废水叫染整废水，俗称染料废水[1]。染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业和染料使用行业，由各种产品和中间体结晶的母液、助剂，生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成。其水质特征可概括为三点：1)水质变化范围大。染料工业一般具有小批量、多品种的特点，印染行业品种更换频繁，大部分是间歇操作，废水间断排放，水质变化范围大，成分复杂。2)化学需氧量(COD)高。由于染料生产工艺复杂，流程长，产品的产率很低，只有40％～50％，因此在生产染料的同时，也产生大量的含有未反应的原料、副产品

2、和废品的废液。废水的COD可达1～100g/L。3)色度高。高色度废水不仅外观感受差，而且有毒[2]。印染染色废水具有水量大,色度高,成分复杂的特点,废水中含有染料、浆料、助剂、酸、碱、纤维杂质及无机盐等，染料结构中胺基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素，具有较大的毒性。目前染色加工过程中的10-20%的染料排入废水中,严重污染环境[3]。随着染料工业的发展和印染加工技术的进步，染料结构的稳定性大为提高，给脱色处理增加了难度，目前印染废水的脱色问题已成为国内外废水处理中急需解决的一大难题。染料废水实际是一大类，按纤维材料可分为毛、棉、丝、麻、化学纤维和混纺纤维；按染料可分为直接染料

3、、活性染料、还原染料、硫化染料、偶氮燃料、酸性染料、阳离子染料等；如按纤维及织物形态可分为纱、散毛染色、成衣染色、丝绸、绢染色、针织染色、线带染色、巾被染色等。不同纤维、不同染料，废水性质不同，治理方法也不同。染料废水主要来自于染整工段，包括退浆、煮练、漂白、丝光、染色、印染和整理等。织造工段废水排放较少。染整废水是有机废水，其污染物主要来自纤维材料染整过程中使用的染料、化学药剂。化学纤维含杂质较少，而天然棉纤维、毛、麻、丝均含有一定的杂质，羊毛含杂最多[4]第31页共31页中北大学2009届毕业论文。国产原料毛含杂约30%-70%，进口原毛含杂10%-30%，所以洗毛是第一道工艺

4、。棉线为93%-95%的纤维素，在约6%的杂质中，蜡状物质占0.3%-1.5%,果胶物1.0%-1.5%,含氮物质1.0%-2.5%,灰份约1%等，其中蜡状物质、果胶物质、含氮物质、灰份，必须在煮练时除去，以保证印染加工质量。在织造过程中，为了减少摩擦断线，棉纱必须上浆，但在染整过程中又必须先退浆，再染色，浆料即为污染物。多数染料的上染率为70%-80%，因此，染色过程中有20%-30%染料作为废物排出[5]。水中难生物降解的色一般是无毒的，不会消耗水中的溶解氧，因此对污水的深度处理影响不大。但要维持水体中合适的溶解氧浓度和水中植物有效进行光合作用，就要求入射光线的10%到达需要光

5、合作用的深度。如果色度太高，就会影响射入光线的量，从而影响鱼类等水生生物的生长。因而要求排入水体的废水色度一级标准必须达到50以下[6]。由于一般的生物处理对色度无效，所以色度处理往往成为污水处理的一个难点，需要使用湿式氧化法等成本和技术要求较高的方法进行专门处理。1.1.2染料废水的处理技术染料废水处理方法可分为物化处理、化学处理和生物处理。物化法包括混凝沉淀法、吸附法，萃取法以及超滤、微滤、反渗透等膜技术。化学法包括光催化氧化，臭氧氧化法、湿式氧化法等。这些方法往往需要使用大量的化学药品，而且大部分需要耗费大量能量，耗资大，运行费用高、受到适用条件的限制[7]。如吸附法是常用的

6、染料废水脱色技术之一[8],而活性炭是对染料选择吸附效果最好的吸附剂,但是其较高的价格造成处理成本剧增。多数印染厂采用化学处理与生化处理相结合的方法,生化处理采用微生物法降解染料分子和有机物,但是生化处理过程中有害分子降级速率低,设备投资大,运行费用高,因此，选择一种简单经济有效的处理方法成为印染废水脱色的研究重点。除生化法外，其它物理化学或化学脱色如吸附法、氧化还原法、离子交换法、膜法、混凝法等[9]，都有大量研究及应用的报道,但是处理效果都不十分理想。近年来，一种处理含染料废水的崭新的方法—生物吸附降解法以其高效、廉价的优点逐渐引起了人们的兴趣。所谓生物吸附法就是利用某些生物体

7、本身的化学结构及成分特性，吸附、降解第31页共31页中北大学2009届毕业论文溶于水中的染料的方法。生物吸附作为处理染料污染的一项新技术，与上述传统方法相比具有的优点：(1)原料来源丰富，品种多，成本低；(2)设备简单，易操作，投资小，运行费用低；(3)吸附量大，处理效率高；(4)在低浓度下染料可以被选择性地去除；(5)pH值和温度范围宽[10]。所以生物吸附法作为一种新兴的处理技术，在处理重金属污染和回收贵重金属方面，特别是在处理低浓度的重金属废水方面，有着极为广阔