活性污泥对菲的吸附性能及其吸附模型研究.pdf

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1、第l4卷第1期安全与环境学报Vo1．14No．12014年2月JournalofSafetyandEnvironmentFeb．，2014文章编号：10096094(2014)01．0177．05泥上的吸附行为，以期为活性污泥法处理含菲废水的实际应用提供理论依据。活性污泥对菲的吸附性能1材料与方法及其吸附模型研究1．1活性污泥的培养与驯化张忠磊，席宏波，杨琦，王诗宗，李博菲，购自Fisher公司，分析纯。(中国地质大学(北京)水资源与环境学院，水资源与培养阶段培养基：c6H1206，0．2—0．5g／L；(N)2s04，

2、0．15’环境工程重点实验室，北京100083)g／L；KH2PO4，0．025g／L；NaHCO3，0．16g／L；MgSO4‘7H2O，0．024g／L；FeSO4·7H2O，0．006g／L；CaC12，0．008g／L；微量元素，1mL；摘要：取MBR膜生物反应器的活性污泥，探讨该活性污泥对菲的pH：7．0。吸附性能和吸附模型。考察了污泥质量浓度、温度等对污泥吸附性能微量元素：FeC12·4H20，1．5g／L；NiCh·6H2O，O．024g／L；的影响，并分别用Langmuir和Freundlich吸附模型进

3、行了拟合。结果CuCh2H20，0．002g／L；CoCh。6820，0．19g／L；N~MoO~。2H20，表明，随污泥质量浓度增加，对菲的去除率增大，而污泥的吸附量下0．024g／L；ZnC12，0．07g／L；H3BO3，0．006g／L。降；污泥质量浓度为100mg／L时污泥的平衡吸附量为2．51mg／g，约为500mg／L时的3倍。温度为35℃时，污泥对菲的吸附去除率可以达1．2吸附动力学到60．3％。相比于Langmuir吸附等温线模式，活性污泥对菲的吸附过由Ho等_】]首先提出的拟二级动力学方程已经被广泛应

4、程更符合Freundlich吸附等温线模式；且其吸附过程符合二级动力学用于描述多种吸附体系，并且通常能得到较好的结果。拟二方程，吸附速率常数为0．0914g／(mg·min)。该吸附过程活化能为级动力学方程表示为6．63kJ／mol；AG<0，AH=21．30kJ／tool，表明该过程为自发吸热反应。dqt=(g。一g)(1)关键词：环境工程学；活性污泥；菲；影响因素；吸附模型中图分类号：X592文献标识码：A式中k为吸附速率常数，g／(mg·min)；q为平衡吸附量，DOI：j．issn．1009—6094．2014．

5、01．042mg／g；q为t时刻的吸附量，mg／g。0引言运用初始条件t=0时q=0、t=t时q=q将式(1)积分得多环芳烃(PolycyclicAromaticHydrocarbon，PAHs)是指含2个或2个以上苯环的疏水性芳香族化合物，是一类难降解有qe—qf=去g+k一机污染物。多环芳烃的遗传毒性和致癌性在一定范围内随苯变形可得如下线性形式环数目的增加而增加⋯。近年来，随着化石燃料的开发利用上：土+上￡(3)及工业发展，环境中的多环芳烃有不断增加的趋势。由于其qk日2q。q。一潜在毒性、致癌性及致畸诱变作用，多环

6、芳烃对人类健康和生或态环境具有明显的生态风险_2。微生物降解和挥发是水和里土壤中低相对分子质量PAHs的主要去除过程。但4环或4t=一1+‰k，口t(、4。)环以上的PAHs因水溶性差，很难被生物降解_4J。式中h=a2q表示初始时刻的吸附速率，用t／q对时间t菲是水环境中一种常见的多环芳烃，在我国的许多水体作图，即可求出初始吸附速率和吸附速率常数。中均存在[5-7]。菲具有一个“湾”区和一个“K”区，这2种结构1．3吸附热力学与PAHs的致癌性有密切关系J。凭借其独特的化学结构，根据Van’tHof关系式、Gibbs关

7、系式以及Gibbs—Helmhohz菲成为PAHs研究的模式化合物。因此，研究菲在活性污泥关系式，可得上的吸附对分析含菲废水的处理效果以及了解菲在水环境中ln一+ln(5)的迁移规律具有重要意义。n』目前，利用微生物降解是净化环境中菲的主要手段。国AG=一RTlnKf(6)内外许多学者对于微生物降解菲方面的理论和应用做了大量△s=(7)研究~9-11]。活性污泥处理含菲废水时，菲首先被吸附在污泥表面，进而被污泥中的微生物降解；因此，研究污泥对菲的吸式中为Freundlich等温方程的吸附系数；△G为自由能，附规律对进一步

8、了解污泥对菲的降解作用意义重大。活性污kJ／mol；△日为焓，kJ／mol；AS为熵，J／(K·mo1)。由式(5)可知，泥絮凝体是一种高度亲水的极性物质，其上的菌胶团对水中以lnK对1／RT作图即可求得AH。的物质有强烈的吸附能力l1，因此当有机污染物与活性污泥1．4活性污泥对菲的吸附试验絮凝体接触时，有机污染物即