本文關(guān)鍵詞：固定化鼠尾藻對水中重金屬鋅的生物吸附效應(yīng)研究

  更多相關(guān)文章： 固定化 鼠尾藻 鋅 流化床反應(yīng)器 生物吸附

【摘要】：鉛鋅礦山開采與加工過程中所產(chǎn)生的礦山酸性廢水(acid mine drainage,AMD)排放量日益升高。水中重金屬通過富集、轉(zhuǎn)運(yùn)作用在人體中累積,對人體健康造成嚴(yán)重影響。因而對水體重金屬污染的治理已經(jīng)成為全世界共同關(guān)注的環(huán)境問題。傳統(tǒng)的重金屬污染廢水處理技術(shù)主要以物理、化學(xué)方法為主。但這些方法均有一定缺陷,容易對水體造成二次污染。近年來,國內(nèi)外都開始關(guān)注使用固定化藻類技術(shù)處理含重金屬廢水,其中藻類具有的富集重金屬、產(chǎn)量大、成本低等特性。同時(shí)固定化技術(shù)的應(yīng)用能有效的對藻體進(jìn)行回收再利用,提高生物吸附劑的使用率,進(jìn)一步的降低了使用成本。藻類固定化技術(shù)對水體重金屬污染進(jìn)行生物吸附已經(jīng)成為一種趨勢。本研究采用藻類聯(lián)合固定化技術(shù)對水中重金屬鋅進(jìn)行吸附處理,以鼠尾藻(Sargassum thunbergii)、活性炭為包埋對象,制備固定化鼠尾藻顆粒。采用正交試驗(yàn)方法分析了固定化材料配比對固定化顆粒物理性質(zhì)以及鋅的吸附率的影響,確定最佳吸附條件；考察了不同環(huán)境條件下固定化顆粒的吸附性能；最后,將固定化顆粒投加到流化床反應(yīng)器中對廢水進(jìn)行模擬處理并進(jìn)行吸附與解吸研究,為固定化鼠尾藻的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。主要研究成果如下：(1)正交試驗(yàn)表明,不同的材料配比對固定化顆粒的影響不同。聚乙烯醇對固定化顆粒的膨脹性和壓縮彈性形變有顯著影響,而鼠尾藻粉與活性炭對該物理性質(zhì)幾乎無影響；但鼠尾藻粉與活性炭對固定化顆粒的親水性以及吸附水體中Zn2+方面影響顯著。當(dāng)海藻酸鈉量為1%,聚乙烯醇、鼠尾藻粉、活性炭用量分別為6%、15g/L、1.5%時(shí),固定化顆粒對水中Zn2+具有最大吸附效果。(2)在不同條件下對固定化鼠尾藻顆粒吸附Zn2+的研究中可以看出,pH、溫度、投放量、反應(yīng)時(shí)間以及共存離子都會對Zn2+的吸附率產(chǎn)生影響。當(dāng)pH=6,溫度為30℃,投放量為120g/L,反應(yīng)時(shí)間為60min時(shí),均能達(dá)到單因素的最大吸附率；Cu2+相較于Cd2+對Zn2+的吸附率影響更為明顯；在復(fù)合環(huán)境條件下,當(dāng)pH=6,溫度為35℃,投放量為160g/L時(shí),Zn2+的吸附率能達(dá)到最大值。(3)在流化床反應(yīng)器中顆�？闯�,在調(diào)節(jié)流量10ml·min-1,曝氣量為30ml·min-1時(shí),反應(yīng)器對Zn2+的吸附率最高能達(dá)到83.6%,并且發(fā)現(xiàn)串聯(lián)反應(yīng)器的出水明顯高于單一反應(yīng)器,達(dá)到治理目的。(4)在固定化顆粒解吸過程中,解吸劑的選擇、解吸時(shí)間以及解吸劑濃度對解吸率均有影響。HCl作為解吸劑對固定化顆粒損傷最�。划�(dāng)解吸時(shí)間為60min、HCl濃度為0.2mol/L時(shí),解吸率達(dá)到最大值；在吸附與解吸循環(huán)過程中,三次循環(huán)過后,固定化顆粒的吸附率仍能達(dá)到71.6%。仍然具有良好的吸附效果。鼠尾藻具有良好的富集重金屬能力。將鼠尾藻進(jìn)行固定化后,不僅保留了其良好的富集能力,同時(shí)可以對吸附劑和重金屬鋅進(jìn)行回收再利用處理。經(jīng)過多次吸附與解吸循環(huán)后,固定化顆粒對鋅離子仍然有較高的吸附率,說明鼠尾藻固定化技術(shù)在吸附重金屬鋅離子實(shí)際應(yīng)用中的可行性。
【關(guān)鍵詞】：固定化 鼠尾藻 鋅 流化床反應(yīng)器 生物吸附
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 1 前言9-19
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 文獻(xiàn)綜述10-19
• 1.2.1 藻類吸附重金屬的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.2 藻類固定化技術(shù)綜述14-16
• 1.2.3 流化床反應(yīng)器應(yīng)用的研究16-17
• 1.2.4 活性炭在廢水處理中的應(yīng)用與研究17-18
• 1.2.5 生物吸附劑解吸的影響因素18-19
• 1.3 研究內(nèi)容19
• 2 材料與方法19-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器19-20
• 2.3 實(shí)驗(yàn)前期處理20
• 2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)20-24
• 2.5 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的測定24-25
• 3 結(jié)果與分析25-40
• 3.1 固定化材料最佳配比研究25-31
• 3.1.1 固定化鼠尾藻顆粒膨脹性25-26
• 3.1.2 固定化鼠尾藻顆粒親水性26-28
• 3.1.3 固定化鼠尾藻顆粒壓縮彈性形變28-30
• 3.1.4 固定化鼠尾藻顆粒對鋅離子的吸附性能30-31
• 3.2 不同條件下對固定化鼠尾藻顆粒吸附重金屬的研究31-36
• 3.2.1 pH對吸附Zn~(2+)的影響31-32
• 3.2.2 溫度對吸附Zn~(2+)的影響32-33
• 3.2.3 固定化鼠尾藻顆粒投放量對吸附Zn~(2+)的影響33
• 3.2.4 振蕩時(shí)間對吸附Zn~(2+)的影響33-34
• 3.2.5 共存離子對吸附Zn~(2+)的影響34-35
• 3.2.6 多因素復(fù)合條件下,固定化鼠尾藻顆粒對Zn~(2+)吸附影響35-36
• 3.3 固定化鼠尾藻顆粒在流化床反應(yīng)器的運(yùn)行情況研究36-37
• 3.4 固定化鼠尾藻顆粒再吸附研究37-40
• 3.4.1 解吸劑的選擇37-38
• 3.4.2 解吸時(shí)間的影響38
• 3.4.3 解吸劑濃度的影響38-39
• 3.4.4 解吸對固定化鼠尾藻顆粒吸附能力的影響39-40
• 4 討論40-44
• 4.1 不同條件對固定化鼠尾藻顆粒吸附鋅離子的影響探討40-42
• 4.2 固定化鼠尾藻再吸附能力的探討42-44
• 5 總結(jié)與展望44-46
• 5.1 總結(jié)44
• 5.2 展望44-46
• 參考文獻(xiàn)46-50
• 致謝50

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