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摘要:以酵母菌为生物吸附剂,对水中六价铬进行吸附去除研究.实验考察了培养条件、吸附温度、溶液pH等因素对酵母菌吸附六价铬的影响.结果表明,当温度为30℃,培养基中葡萄糖浓度为30 g/L,培养时间为3d时,培养出的酵母菌菌体对六价铬的吸附效果较好.酵母菌对六价铬去除率随着溶液pH升高而下降,当溶液pH为2时,酵母菌对六价铬的去除率较高.在试验温度范围内,随着温度的升高,酵母菌对六价铬的去除率逐渐增大.酵母菌吸附六价铬的等温吸附数据符合Frundiich模型.
[硕士论文] 邵昭
环境工程 沈阳理工大学 2016(学位年度)
摘要:水环境污染已成为世界各国普遍关注的问题,重金属污染是水环境污染的一个重要方面。重金属废水排入水体,破坏水体生态系统,对人体造成危害。因此,对水中重金属离子的治理至关重要。生物吸附法具有吸附剂来源广泛、成本低、无二次污染等优点,具有广阔的发展前景。
  本文以酵母菌作为吸附剂,对水中六价铬离子和镍离子进行吸附去除研究。研究了吸附时间、溶液的初始pH值、吸附温度和吸附剂用量等因素对游离酵母菌吸附重金属离子吸附效果的影响。实验对游离酵母菌吸附重金属离子的吸附动力学和热力学进行了研究和分析,并对酵母菌吸附重金属离子的机理进行初步探索。实验还研究了酵母菌固定化包埋,对固定化条件进行了优化,考察了固定化酵母菌吸附重金属离子的规律。
  实验结果表明,采用培养3d的酵母菌为吸附剂,溶液的初始pH值分别为2和7时,酵母菌分别对Cr6+和Ni2+有较高的吸附效果。在实验研究温度范围内,温度升高对酵母菌吸附重金属离子有一定的促进作用。当溶液中存在50mg/L的Cl-、NO3-、SO42+任一种阴离子时对酵母菌菌体吸附六价铬离子和镍离子均产生一定的抑制作用。当溶液中存在50mg/L Ca2+、K+、Na+任一种阳离子时,对酵母菌吸附重金属离子几乎没有影响;而当溶液中存在一定浓度的Fe3+时,对酵母菌吸附重金属离子产生一定促进作用。
  对酵母菌吸附的吸附动力学研究表明,酵母菌吸附Cr6+和Ni2+过程符合准二级动力方程。对等温吸附数据进行分析,表明酵母菌对六价铬和镍离子的吸附行为符合Langmuir模型。对热力学参数进行计算和分析,表明酵母菌对六价铬和镍离子的吸附过程是自发、吸热过程,在实验研究的温度范围内,升高温度有利于吸附。
  紫外光谱表明,菌体表面的官能团主要为蛋白质和多糖的特征官能团,且灭活前后,官能团的特征峰并没有改变;菌体细胞的ζ-电位及溶液中重金属离子的赋存状态分析表明,酵母菌对Cr6+和Ni2+吸附过程中存在静电吸附作用。菌体吸附重金属离子前后的红外光谱分析结果表明,酵母菌菌体上的-OH,-NH2,-COOH,C-N,C-O为主要吸附位点。
  对酵母菌进行固定化研究,通过向包埋小球中掺杂磁性四氧化三铁,可以提高吸附效果;对凝胶包埋菌体掺杂磁性四氧化三铁,能缩短吸附两种重金属离子的吸附平衡时间。通过扫描电子显微镜分析,固定化包埋后的菌体,均匀分散在小球内部,菌体形貌无明显改变。
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