含錳廢水處理技術

更新時間：2015-01-09 09:33 來源：環境工程學報作者: 閱讀：2837

國內外處理含重金屬廢水的方法很多，一般情況下，當廢水中重金屬濃度較高時，應用化學法、電解法等方法效果明顯，但是當廢水中重金屬濃度較低時，利用上述方法成本較高，經濟效益不理想，在處理該類廢水時多利用酵母菌、藻類、谷物、霉菌等作為生物吸附劑以去除其中的重金屬離子。本試驗用釀酒酵母菌體作為吸附劑，研究了廢水pH值、吸附時間、酵母添加量等影響因素對生物吸附的影響。

1材料和方法

1．1實驗菌株

釀酒酵母菌，購自中國普通微生物菌種保藏管理中心，編號為2．1188。

釀酒酵母菌用麥芽汁液體培養基培養24h，6000r/min離心10min，去上清液，用去離子水洗滌2～3次，收集菌體備用。

1．2試劑及儀器

試劑：麥芽汁培養基，BR(阿拉丁試劑);氯化錳，四水、氫氧化鉀、乙醇、硝酸，以上均為分析純(上海國藥集團化學試劑有限公司);水為重蒸二次水。

儀器：SP-3520AAPC原子吸收分光光度計(上海光譜儀器有限公司);C-MAGHP7控溫加熱板(德國IKA公司);XW-80A微型旋渦混合儀(上海滬西分析儀器廠);85-2型恒溫磁力攪拌器(上海司樂儀器廠);HS-2102恒溫搖床(上海和呈儀器廠);Allegra64R離心機(BECKMANCOULTER公司)。

1．3Mn2+標準溶液的配制

用去離子水將分析純MnCl2·4H2O配制為Mn2+質量濃度為1000mg/L的儲備液。實驗設計為：檢測標準設為5個，各標準中Mn2+的質量濃度依次為0，1，2，4，6μg/mL。根據該設計用去離子水進一步稀釋成實驗需要的Mn2+標準溶液。

1．4吸附試驗

用移液槍定量吸取已知Mn2+質量濃度的溶液于250mL錐形瓶中，加入定量的菌體，在控溫磁力攪拌器上進行吸附實驗，測定吸附前后溶液中Mn2+質量濃度的變化。

1．5測定及計算方法

樣品溶液中Mn2+濃度用原子吸收分光光度計測定。原子吸收方法的應用，關鍵的一點是標準曲線的建立，與之相對應的是標準溶液的配制。本研究使用原子吸收分光光度系統SP-3520AAPC測定標樣，應用機內設置的多項式擬合的濃度最小二次法擬合標樣測定結果，得到擬合曲線圖，具體如圖1所示。

由圖1可見，A=0．0085C2+0．2357C+0．0205，相關系數R能達到0．9993，證明多項式的擬合能準確地符合原子吸收的實際變化趨勢，測定結果準確可信。

2結果與分析

2．1溶液pH值對吸附效果的影響

在溫度為25℃，Mn2+初始質量濃度4μg/mL，釀酒酵母添加量為6．0g/L，攪拌時間為60min條件下，考察溶液pH值對吸附效果的影響。實驗結果如圖2所示。

由圖2可見，隨著溶液pH值的升高，釀酒酵母對Mn2+的吸附率隨之增加，但pH值與吸附率之間并不呈簡單的線性關系，當pH=2時，釀酒酵母對Mn2+的吸附率很小，當pH值從2升至4時，釀酒酵母對Mn2+的吸附率迅速增加，當pH=5時，釀酒酵母對Mn2+的吸附效果最佳，此后，吸附率又隨著溶液pH值的升高而減小。這是由于pH值影響吸附劑表面電荷，當pH很低時，溶液中大量存在的水合氫離子會與金屬離子競爭細胞壁上吸附活性位點，并使菌體細胞壁質子化，增加細胞表面的靜電斥力，使得吸附率較低。隨著溶液pH值的升高，超過菌體表面的等電點，菌體表面的負電荷增加，吸附率隨之增加，當溶液pH較高，達到了Mn2+的沉淀平衡常數，Mn2+會形成氫氧化錳的微沉淀沉積在菌體表面，從而造成吸附率減小。

2．2吸附時間對吸附效果的影響

在溶液pH值為5，作用溫度為25℃，Mn2+初始質量濃度4μg/mL，釀酒酵母添加量6．0g/L條件下，考察不同吸附時間對吸附效果的影響，實驗結果如圖3所示。