2 活性污泥系统中水相化学条件和固形物与重金属离子作用特性分析 2
活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究
活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究摘要:本次研究旨在探究活性污泥胞外聚合物(EPS)对重金属的吸附效能及其机制。
通过实验研究和分析EPS样品,发现EPS对重金属具有较高的吸附能力,且其吸附效能受多种因素影响,包括重金属离子浓度、溶液pH值、温度和接触时间等。
此外,我们还通过理化性质分析、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术,研究了EPS吸附重金属的机制,发现EPS主要通过络合和离子交换作用实现对重金属的吸附。
这些研究结果对于进一步理解活性污泥胞外聚合物吸附重金属的机制和提高吸附效能具有重要意义。
1. 引言活性污泥是一种由细菌和微生物群体形成的混合悬浮物,可在废水处理过程中起到重要作用。
活性污泥中的EPS是一种胞外聚合物,由蛋白质、多糖和DNA等组成。
近年来,人们开始将EPS应用于重金属污染物的吸附与去除中,取得了一定程度的成功。
然而,目前对于EPS吸附重金属的效能及其机制的研究还相对较少。
因此,本次研究旨在深入探究EPS吸附重金属的效能和机制,为活性污泥的应用提供理论依据。
2. 实验方法本次研究采用了标准的批量吸附实验,以探究EPS对重金属的吸附效能。
首先,我们收集了不同来源的EPS样品,并进行了去离子处理和干燥。
然后,根据重金属离子溶液的浓度需要进行稀释,并调节溶液的pH值。
接下来,将EPS样品与重金属溶液混合,并在一定时间内搅拌。
最后,通过离心和滤膜处理,分离出溶液中的胞外聚合物,并使用原子吸收光谱仪(AAS)分析吸附后的重金属离子的浓度。
3. 结果与讨论3.1 EPS吸附重金属的效能实验结果显示,EPS对重金属的吸附效能受到多种因素的影响。
首先,重金属离子浓度对EPS吸附效能有明显影响。
当重金属离子浓度较高时,EPS的吸附能力增强。
其次,在不同的pH值下,EPS对重金属的吸附效能也存在差异。
一般情况下,pH值越高,EPS对重金属的吸附量越大。
重金属在底泥液相和固相间分配规律小结
重金属在底泥液相和固相间分配规律小结底泥是水体中沉积物的总称,其中含有大量的有机质和无机物质,包括重金属元素。
重金属元素是指相对原子质量较大的金属元素,如铅、汞、镉、铬等。
这些元素在环境中具有较强的毒性和生物蓄积性,对生态环境和人类健康造成威胁。
因此,研究重金属在底泥液相和固相间的分配规律对于环境保护和生态修复具有重要意义。
重金属在底泥液相和固相间的分配规律受多种因素的影响,包括底泥物理化学性质、水体环境条件、重金属元素的化学性质等。
一般来说,重金属元素在底泥中主要以固相形式存在,其中以粘土矿物和有机质的吸附作用为主要形式。
而在底泥液相中,重金属元素则以离子形式存在,其浓度受水体环境条件和重金属元素的溶解度等因素影响。
研究表明,重金属元素在底泥液相和固相间的分配规律存在一定的差异。
一般来说,重金属元素在底泥液相中的浓度较低,而在底泥固相中的含量较高。
此外,不同重金属元素在底泥液相和固相间的分配规律也存在差异。
例如,铅、镉等元素在底泥固相中的含量较高,而在底泥液相中的浓度较低;而铬、铜等元素则在底泥液相中的浓度较高,而在底泥固相中的含量较低。
总的来说,重金属在底泥液相和固相间的分配规律是一个复杂的过程,受多种因素的影响。
研究重金属在底泥中的分配规律,有助于
深入了解重金属元素在环境中的行为和转化规律,为环境保护和生态修复提供科学依据。
活性污泥处理重金属废水的研究进展
活性污泥处理重金属废水的研究进展传统上处理重金属废水的方法主要是物理化学法,如吸附法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、氧化还原法等,但这些方法都具有二次污染严重,处理成本高等问题。
近年来人们开始为重金属废水的处理寻找新的方法。
过去人们普遍认为活性污泥法不宜用来处理重金属废水,因为重金属废水中有机物质较少,而且重金属对污泥中的微生物有很强的毒害作用。
但近年的研究结果表明,通过改造现行的活性污泥法可以处理重金属废水[1-2]。
活性污泥法处理重金属废水主要是利用活性污泥中的细菌、原生动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂形成的具有很强吸附分解能力的污泥颗粒来完成的。
目前研究主要集中在活性污泥对重金属吸附能力以及活性污泥处理重金属废水的机理等方面。
本文旨在通过对活性污泥处理重金属废水的工艺现状及其机理的分析,提出一些能提高活性污泥处理能力的切实可行的途径,为该方法的进一步研究和推广应用提供参考。
1活性污泥对重金属废水的处理不同的活性污泥体系对重金属的去除效果和机理都不尽相同,选择一个适应范围广、抵抗重金属能力强的污泥体系是当前研究的重点之一。
1.1 不同类型活性污泥的处理效果活性污泥可分为厌氧污泥和好氧污泥。
好氧污泥主要利用生物絮凝和细菌分泌的胞外聚合物吸附—螯合重金属,因为好氧污泥含有的胞外聚合物和所带负电荷均高于厌氧污泥,所以好氧污泥比厌氧污泥更易形成絮凝体,去除水中的重金属。
厌氧污泥主要利用细菌分解产物沉淀重金属。
本人对好氧污泥和厌氧污泥处理含铬废水进行了比较,通过两个月对污泥的驯化,厌氧污泥可以处理Cr(Ⅵ)的质量浓度为600mg/L 的废水,而好氧污泥只能达到100mg/L左右,这主要是因为厌氧条件下,Cr(Ⅵ)被细菌产生的强还原性物质硫化氢还原成Cr(Ⅲ),Cr(Ⅲ)以氢氧化物的形式从水中沉淀去除,而在好氧条件下,污泥中的氧化还原电位高,Cr(Ⅵ)不易被还原。
此外,不同类型的污泥吸附重金属的效果也不尽相同。
活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究
活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究摘要随着工农业的发展,环境中的重金属污染日益严重,对人类健康和生态环境产生了严重的影响。
活性污泥胞外聚合物是污水处理系统中重要的底泥组分,具有吸附重金属的潜力。
本研究通过实验室模拟和分析,探究了活性污泥胞外聚合物吸附重金属的效能和机制。
在实验中,通过采集污水处理厂中的活性污泥,经过离心沉淀和洗涤,获取了胞外聚合物样品。
然后,使用原子吸收光谱仪(AAS)对样品中的重金属离子(Cu2+,Zn2+,Cd2+和Pb2+)进行浓度分析。
实验结果显示,活性污泥胞外聚合物对重金属具有一定的吸附能力,不同金属离子的吸附量存在差异。
为了探究活性污泥胞外聚合物吸附重金属的机制,我们运用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对吸附前后的样品进行了表征。
SEM结果显示,吸附前的胞外聚合物表面光滑,而吸附后出现了许多凹陷和孔洞,这表明重金属被吸附在了胞外聚合物的表面。
FTIR分析结果表明,吸附前后的胞外聚合物表面官能团发生了变化,并且在吸附后的样品中出现了重金属吸附的特征峰。
这些结果表明,活性污泥胞外聚合物吸附重金属是通过化学吸附和离子交换作用来实现的。
进一步的研究显示,吸附效能在一定程度上受到溶液pH 值、温度、重金属浓度和吸附时间的影响。
当pH值较低时,重金属离子的吸附量较低,而在酸性条件下,吸附效能较好。
温度升高会促进吸附过程的进行,但当温度过高时,活性污泥胞外聚合物的结构被破坏,导致吸附效能下降。
重金属浓度的增加会提高吸附效能,但当浓度过高时,胞外聚合物饱和现象会发生。
吸附时间的延长有利于提高吸附效能,但在一定时间后,吸附过程会趋于平衡。
综上所述,活性污泥胞外聚合物对重金属具有较好的吸附效能。
吸附过程主要通过化学吸附和离子交换作用来实现。
吸附效能受到pH值、温度、重金属浓度和吸附时间的影响。
这些研究结果对于污水处理系统中重金属的去除和资源化利用具有重要意义。
《2024年活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究》范文
《活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,重金属污染问题日益突出,对环境和生态系统的健康造成了严重威胁。
活性污泥法作为污水处理的重要手段,其处理过程中涉及的生物化学过程备受关注。
特别是活性污泥中的胞外聚合物(EPS)对重金属的吸附作用,成为当前研究的热点。
本文旨在探讨活性污泥胞外聚合物吸附重金属的效能与机制,为重金属污染治理提供理论依据和技术支持。
二、研究背景及意义活性污泥法是一种利用微生物群体吸附、氧化和分解废水中有机物的水处理技术。
胞外聚合物(EPS)是活性污泥的重要组成部分,主要由多糖、蛋白质和核酸等组成。
EPS具有独特的物理化学性质,能够吸附和固定重金属离子,从而在污水处理过程中发挥重要作用。
研究EPS吸附重金属的效能与机制,有助于深入了解活性污泥法处理重金属污染的机理,为优化污水处理工艺、提高处理效率提供理论支持。
三、研究方法本研究采用实验室模拟的方法,通过制备不同浓度的重金属溶液和活性污泥样品,探究EPS吸附重金属的效能与机制。
具体步骤包括:1. 制备不同浓度的重金属溶液和活性污泥样品;2. 通过批处理实验,测定EPS对不同重金属离子的吸附能力;3. 利用扫描电镜、红外光谱等手段,分析EPS的物理化学性质及其与重金属离子的相互作用;4. 通过数学模型分析EPS吸附重金属的动力学过程和热力学性质。
四、实验结果与分析1. EPS吸附重金属的效能实验结果表明,EPS对多种重金属离子具有较高的吸附能力,如铜、铅、镉等。
吸附能力受重金属离子浓度、pH值、温度等因素的影响。
在一定的条件下,EPS对重金属离子的吸附量随浓度的增加而增加,达到饱和状态后趋于稳定。
此外,EPS对不同种类的重金属离子具有不同的吸附选择性。
2. EPS吸附重金属的机制通过扫描电镜和红外光谱分析,发现EPS中的多糖、蛋白质等成分与重金属离子之间存在静电作用、配位作用等多种相互作用。
这些作用力使得EPS能够有效地吸附和固定重金属离子。
《2024年活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究》范文
《活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究》篇一一、引言在环境治理领域,重金属污染一直是关注的热点问题。
活性污泥作为污水处理过程中的重要环节,不仅具有良好的微生物种群多样性,同时其胞外聚合物(EPS)具有显著的重金属吸附性能。
本篇论文着重探讨了活性污泥中胞外聚合物(EPS)的吸附重金属效能及相应机制,以期为重金属污染治理提供新的思路和方法。
二、材料与方法1. 材料本实验所使用的活性污泥取自某污水处理厂,重金属溶液采用不同浓度的重金属盐溶液进行配制。
2. 方法(1)活性污泥中EPS的提取与纯化(2)EPS对不同浓度、不同类型重金属的吸附实验(3)采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等手段对EPS的结构及吸附过程进行表征和观察(4)通过数据分析软件对实验结果进行统计分析三、结果与讨论1. EPS对重金属的吸附效能实验结果表明,活性污泥中的胞外聚合物(EPS)对重金属具有显著的吸附效能。
在相同条件下,EPS对不同类型、不同浓度的重金属均表现出较高的吸附能力。
其中,对某些重金属的吸附能力随浓度的增加而增强,表明EPS具有一定的饱和吸附容量。
2. EPS吸附重金属的机制(1)静电作用EPS中含有的大量负电荷基团与重金属阳离子之间存在静电作用,使得EPS能够有效地吸附重金属离子。
(2)配位作用EPS中的某些官能团如羧基、羟基等可与重金属离子形成配位键,进一步增强EPS对重金属的吸附能力。
(3)网络结构作用EPS具有复杂的网络结构,能够通过其三维网络结构对重金属进行物理吸附和固定。
此外,EPS中的多糖和蛋白质等成分也能与重金属形成络合物,进一步增强其吸附效果。
3. EPS结构与吸附性能的关系通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等手段对EPS的结构进行表征,发现EPS中含有的官能团种类和数量、网络结构的复杂程度等因素均会影响其吸附性能。
具有丰富官能团和复杂网络结构的EPS具有更高的重金属吸附能力。
重金属离子对污水生物处理影响的研究进展及展望
7 894
安徽 农业科 学
2008 年
量浓度为80 mg/ L 时, 对反应一 直 无抑 制作 用。Mn2 + 对硝 化 作 用的 影响 呈 现出 特定 的 时间、质 量 浓度 类型 , 即 二 者各 处 于较低值时, 各 自促进硝化反应; 而当一个值超过界限时 ( 质 量浓度阈40 mg/ L; 时间阈48 h) , 硝化 作用 就会 受 单独 影 响而被控制, 而与另一因素无关。铁锰共存时, 铁阻止了硝 酸菌/ 亚硝酸菌 对锰 的 吸 收, 一定 程 度 上减 弱 其 对微 生 物 的 毒性。因此, 若污水受到锰污染而引起微生物毒性时, 可以 采取投 加少量铁盐 的解毒方法[ 18] 。
基金项目 作者简介
收稿日期
现代 水利科 技创新 项目( XDS2007- 01) 。 刘玉年( 1966 - ) , 男, 安徽 天 长 人, 高 级 工 程 师, 从 事水 生 态和水污染控制方面的研究。 2008-04-14
除率和 微生物的比生 长速率的影 响。结果表明 ,Cu2 + 和Zn2 + 的 浓度 与微 生 物的 比生 长 速率、基 质比 去 除速 率、活 性污 泥 产率之间 具有 指数 对 应 关系, 且 Cu2 + 比 Zn2 + 对 污 泥 微 生 物 的毒性更 强[ 10] 。陈 纯等研 究了 Cu2 + 、Cd2 + 、Cr3 + 等 对 简单 活 性污泥法的 污泥指 数和 系统 处 理废 水 能力 的影 响[ 11] 。研 究 发现, 当 Cu2 + ≥40 mg/ L 时, 污泥系统 COD 去除率不 足10 % , 处理系统 失 去 意 义。Mc Der mott 等把 10 ~25 mg/ L Cu2 + 加 入 到活性 污 泥 系 统 后, BOD5 和 COD 的 去 除 率 减 少 均 不 超 过 4 %[ 12] 。Dilek 等研究发 现当Cu2 + 浓 度在0 .5 ~10 .0 mg/ L 时 , 对处理 人工合成污水 的恒化器单 元的 去除 率没有 明显 影响 。 而 Al berto 等的试验结 果则表明, Cu2 + 在1 .0 ~5 .0 mg/ L 变 化 时生化动 力学参数即 出现减 小, 而超过 10 .0 mg/ L 的 Cu2 + 就 会引起 系统严重的不 稳定。Nurdan 研究 了 Cu2 + 和 Zn2 + 的 联 合作用 , 人工合 成 污 水含 有 1 .5 mg/ L Cu2 + 和9 .0 mg/ L Zn2 + 时, 该废水对系统的微生物则表现出明显毒性。
SBR活性污泥吸附水中重金属离子的研究
SBR活性污泥吸附水中重金属离子的研究吴云海;胡玥;谢正威【摘要】研究了SBR活性污泥对重金属离子(Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe3+)的吸附作用.结果表明:在30℃温度下,pH为5时,其对Cu2+、Zn2+、Mn2+的去除率达到最大值50%左右;当pH为3时,对Fe3+的去除率达到最大值73.6%.吸附动力学过程可用二级吸附速率方程描述.在10~30℃温度范围内,随着温度的升高,Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe3+的去除率分别由54.6%、46.3%、45.3%、68.9%,增大到58.6%、51.3%、49.6%、73.6%.当重金属离子初始质量浓度为50-mg/L,污泥投加量为0.2-g时,Cu2+、Zn2+、Mn2+和Fe3+的去除率达到最大值,分别为61.5%、54.3%、53.3%和76.2%.吸附等温线结果表明,Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe3+在吸附剂上的吸附可用Freundlich方程描述.【期刊名称】《水资源保护》【年(卷),期】2010(026)005【总页数】4页(P71-74)【关键词】SBR活性污泥;重金属;吸附等温线;动力学【作者】吴云海;胡玥;谢正威【作者单位】河海大学环境学院,江苏,南京,210098;河海大学环境学院,江苏,南京,210098;河海大学环境学院,江苏,南京,210098【正文语种】中文【中图分类】X703目前,重金属对水体的污染已成为重要的环境问题之一。
传统的治理方法有离子交换法、化学沉淀法、膜方法(反渗析、电渗析、超滤)、活性炭吸附法等,由于成本比较高、低浓度条件下的去除效果比较差、处置困难、易产生二次污染等原因而使其应用受到限制[1-2],而生物吸附方法是目前研究的热点之一,它具有成本低廉、高效的优点。
根据实际情况选择廉价高效的吸附剂,对于经济地处理含重金属离子的废水具有重要意义。
序批式活性污泥法工艺(简称SBR工艺)运行方式灵活,可以实现厌氧/缺氧/好氧的交替运行,这种交替变化的环境条件常可获得沉降性能好的活性污泥,成本低,且方便可取。
重金属离子对活性污泥系统处理性能的影响
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第 2 期 陈纯等 :重金属离子对活性污泥系统处理性能的影响
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在 1 # ~6 # 6 个 250 mL 的曝气反应器中 ,分别 准确加入 7. 0 g 经 4000 r/ min 离心后的活性污泥 (所 得污泥含水率 91. 2 %) ,然后分别加入重金属离子 浓 度 为 0 、1 0 、2 0 、3 0 、4 0 、5 0 mg/ L 的 生 活 污 水 各 2 0 0 mL , 曝 气 培 养 2 4 h ( 入 水 COD 维 持 在 1 0 0 0 ~ 1 500 mg/ L 之间) ,测定该活性污泥系统的污泥沉 降指数 (SV) 、活性污泥中悬浮固体含量 (MLSS) 、污 泥容积指数 ( SVI) 。用密封微波消解法测定出水 COD[2] ;用 OXITOP BOD5 测定仪测定出水 BOD5 ,计 算 BOD5/ COD ,考察其可生化处理能力 。用示波极 谱仪测定出水中残余重金属离子浓度 [ Mn + ] [3] ,计 算活性污泥对各种重金属离子的吸附率 。用浊度仪 粗测出水浊度 。
2 结果和讨论
2. 1 重金属离子对污泥外观的影响 实验用原活性污泥呈茶褐色 ,略带土腥气 ,絮状
绒粒结构 ,pH 值约 7. 0 左右 ,沉降性能良好 。用高 岭土悬浊液测试 ,发现其絮凝性能良好 。SV 大约 26 %左右 ,初始 MLSS 大约在 2. 5~3. 5 之间 。污泥
颗粒不均匀 ,易团聚 。镜检结果表明 ,污泥中的原生 动物以纤毛虫类的钟虫等为主 。粗略估计 ,1 mL 可 观察到大约 45 000 多个活动的原生动物 。加入重 金属离子培养后 ,污泥颜色由茶褐色变成较浅的淡 棕褐色 ;污泥颗粒变得更细密 ,可压缩性更差 ;pH 值 下降到约 6. 4 左右 ; SV 下降到约 20 %左右 ; 平均 MLSS 减少到 1. 8 g/ L ;絮凝性能变化较大 ,污泥中的 原生 动 物 种 类 和 数 目 大 大 减 少 。在 较 高 浓 度 的 Cd2 + 、Cu2 + 、Pb2 + 溶液中 ,基本检测不到原生动物的 存在 。 2. 2 重金属离子对活性污泥指数的影响
实验二 观察活性污泥中的生物相
实验二观察活性污泥中的生物相一、实验目的:1.显微镜观察活性污泥基本形态。
2.了解活性污泥生物相中指示生物的形态。
二、实验原理:好氧活性污泥结构和功能的中心是菌胶团,是由细菌及其分泌物组成,而活性污泥以此为中心聚集了多种多样的微生物及有机、无机固体。
其中原生动物和微型后生动物具有指示作用、净化作用、促进絮凝和沉淀作用。
微生物的指示作用:⑴着生的缘毛目多时,处理效果良好,出水BOD5和浊度低。
(如小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫)这些缘毛目的种类都固定在絮状物上,并随之而翻动,其中还夹杂一些爬行的栖纤虫、游仆虫、尖毛虫、卑气管叶虫等,这说明优质而成熟的活性污泥。
⑵小口钟虫在生活污水和工业废水处理很好时往往就是优势菌种。
⑶如果大量鞭毛虫出现,而着生的缘毛目很少时,表明净化作用较差。
⑷大量的自由游泳的纤毛虫出现,指示净化作用不太好,出水浊度上升。
⑸如出现主要有柄纤毛虫,如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时,则水质澄清良好,出水清澈透明,酚类去除率在90%以上。
⑹根足虫的大量出现,往往是污泥中毒的表现。
⑺如在生活污水处理中,累枝虫的大量出现,则是污泥膨胀、解絮的征兆。
⑻而在印染废水中,累枝虫则作为污泥正常或改善的指示生物。
⑼在石油废水处理中钟虫出现是理想的效果。
⑽过量的轮虫出现,则是污泥要膨胀的预兆。
另在一些对原生动物不宜生长的污泥中,主要看菌胶团的大小用数量来判断处理效果。
三、部分图谱活性污泥培养初期眼虫变形虫活性污泥培养中期游泳型纤毛虫波豆虫活性污泥培养成熟期钟虫螅状独缩虫累枝虫吸管虫轮虫水蚤。
活性污泥及其性能指标
一、活性污泥基本概念活性污泥是由1912年英国人Clark and Cage发现对废水进行长时间曝气会产生污泥并使水质明显改善,其后Arden and Lackett进一步研究,发现由于实验容器洗不干净,瓶壁留下残渣反而使处理效果提高,从而发现活性微生物菌胶团,定名为活性污泥而来。
活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。
最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌,细菌特别是球状细菌起着最关键的作用,优良运转的活性污泥,是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。
沉降性好,随着活性污泥的正常运行,细菌大量繁殖,开始生长原生动物,是细菌一次捕食者。
活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和吸管虫。
活性污泥成熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势;后生动物是细菌的二次捕食者,如轮虫、线虫等只能在溶解氧充足时才出现,所以当出现后生动物时说明处理水质好转标志。
二、活性污泥的性能指标包括:混合液悬浮固体(MLSS),污泥沉降比(SV),污泥指数[污泥体积指数(SVI),污泥密度指数(SDI)。
混合液悬浮固体浓度(mixed liquor suspended solids,MLSS),又称为混合液污泥浓度,表示在曝气池单位容积混合液内所含的活性污泥固体的总重量,即MLSS=Ma+Me+Mi+MiiMa--具有代谢功能活性的微生物群体;Me--微生物(主要是细菌)内源代谢、自身氧化的残留物;Mi --由原污水挟入的难为细菌降解的惰性有机物质;Mii--由污水挟入的无机物质。
表示单位为mg/L混合液,或g/L混合液,g/m3混合液,kg/m3混合液。
混合液挥发性悬浮固体浓度(mixed liquor volatile suspended solids,MLVSS),表示混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度,即MLVSS=Ma+Me+MiMLVSS与MLSS的比值以f表示,即f=MLVSS/MLSS在一般情况下,f值比较固定,对生活污水,f值为0.75左右。
活性污泥处理重金属废水的研究进展
活性污泥处理重金属废水的研究进展活性污泥法是一种常用的生物处理废水的方法,具有高效、低成本、高适应性等优点。
然而,活性污泥处理重金属废水的研究相对较少。
因为重金属具有高毒性、难降解、易累积等特点,同时会对活性污泥的生物活性和稳定性产生一定的影响。
因此,针对活性污泥处理重金属废水的研究进展,可以分为以下几个方面进行探讨。
首先,重金属对活性污泥的影响机制是研究的重点之一、重金属在活性污泥中的存在会抑制微生物的活性和生长,从而降低废水的降解效果。
研究人员通过分析重金属与活性污泥中微生物的相互作用机制,可以揭示重金属对活性污泥的影响规律,为解决活性污泥处理重金属废水的问题提供理论支持。
其次,适应性菌株的筛选和应用是重要的研究内容之一、针对不同重金属废水,通过从自然环境或已经存在的废水处理系统中分离出高效降解重金属的微生物菌株,可以提高处理效果和降解效率。
同时,针对重金属的种类和浓度,筛选出耐受性强、抗重金属能力高的适应性菌株,对于提高废水处理的稳定性和可行性具有重要意义。
此外,活性污泥与其他技术的结合也是解决重金属废水处理问题的一种方法。
活性污泥与其他技术,如吸附、电解、光解等进行联用,可以提高重金属废水的处理效果。
例如,将活性污泥与吸附材料结合,可以扩大处理范围,增加废水中重金属的去除率。
同时,还可以通过电解的方法将重金属离子转化为固态形态,提高废水处理的安全性。
最后,基于活性污泥的重金属废水处理技术还需要进一步优化和完善。
目前,虽然已经取得了一些研究进展,但仍然存在一些问题,如微生物的耐受性和降解能力需要进一步提高,废水处理过程中对活性污泥的养护和管理也亟待解决。
因此,今后的研究方向应该更多地聚焦于活性污泥法处理重金属废水的机理和工艺优化等方面。
总之,活性污泥法处理重金属废水的研究虽然相对较少,但是在环境保护和资源回收利用方面具有重要的应用价值。
通过深入研究重金属对活性污泥的影响机制、适应性菌株的筛选与应用、活性污泥与其他技术的结合等方面,可以为解决重金属废水处理问题提供理论指导和技术支持。
活性污泥法在污水处理中的优势分析
活性污泥法在污水处理中的优势分析活性污泥法的处理效果非常出色。
该技术能够有效地去除污水中的有机物质、悬浮固体和氮、磷等营养物质,使得处理后的水质达到甚至超过国家相关排放标准。
其主要原因在于活性污泥法中使用的微生物,它们具有极高的生物活性和降解能力,能够迅速而有效地分解污水中的有害物质。
活性污泥法的处理过程相对灵活。
根据不同的污水特性,可以调整活性污泥法的处理参数,如污泥浓度、溶解氧浓度、水温等,以达到最佳的处理效果。
活性污泥法还可以通过改变反应器的结构形式,如推流式、完全混合式、序批式等,来适应不同的处理需求。
第三,活性污泥法的运行管理较为简单。
与其他污水处理技术相比,活性污泥法无需复杂的设备维护和操作,只需定期进行监测和调整,即可保证系统的稳定运行。
同时,活性污泥法的自动化程度较高,可以大大减轻工作人员的劳动强度。
然而,活性污泥法也存在一定的不足之处。
例如,在处理过程中需要消耗大量的能量,运行成本相对较高;活性污泥法产生的污泥需要进行进一步的处理和处置,否则会对环境造成二次污染。
活性污泥法在污水处理中具有明显的优势,但也存在一定的局限性。
在实际应用中,应根据具体的污水处理需求和水环境条件,综合考虑各种因素,选择最为适合的污水处理技术。
活性污泥法的处理效果非常出色。
每当我深入活性污泥法的处理过程,我都会被其中的微生物所折服。
这些微小而强大的生物,以其极高的生物活性和降解能力,迅速而有效地分解污水中的有害物质。
我亲眼见证了活性污泥法如何将污水中的有机物质、悬浮固体和氮、磷等营养物质去除,使得处理后的水质达到甚至超过国家相关排放标准。
这是一种令人惊叹的转化过程,活性污泥法就像一位魔法师,将污水中的有害物质转化为无害物质,让我们的环境变得更加清洁和健康。
活性污泥法的处理过程相对灵活。
我曾经参与过活性污泥法的运行管理,深深体会到可以根据不同的污水特性,调整活性污泥法的处理参数,如污泥浓度、溶解氧浓度、水温等。
活性污泥原理及问题处理
活性污泥原理及问题处理"活性污泥法是一种广泛使用的废水处理技术,它利用活性污泥中的微生物和细菌来去除废水中的有机物质和营养物质。
下面是对活性污泥法的详细介绍,包括基本原理、活性污泥的性状、组成、基本流程、工艺类型以及运行过程中存在的问题及相应的措施。
一、基本原理活性污泥法的主要原理是利用活性污泥中的微生物和细菌对废水中的有机物质进行吸附和降解,从而达到净化废水的目的。
这些微生物和细菌在适宜的条件下能够迅速繁殖,形成具有一定厚度的污泥层,对废水中的有机物质进行吸附和降解。
二、活性污泥的性状活性污泥是一种黑色或深褐色的絮状物,具有较好的沉降性能和过滤性能。
它主要由微生物和细菌组成,其中最重要的是菌胶团、丝状菌、原生动物和后生动物等。
活性污泥中的微生物和细菌通过氧化、还原、合成等代谢过程对废水中的有机物质进行分解和转化,从而达到净化废水的目的。
三、组成活性污泥主要由四部分物质组成:1.微生物和细菌:这是活性污泥的核心部分,包括好氧菌、厌氧菌、兼性菌等。
它们能够利用废水中的有机物质进行繁殖和代谢。
2.吸附剂:吸附剂能够将废水中的重金属离子、有机物质等吸附在表面,然后被微生物和细菌分解和转化。
3.悬浮物:废水中的悬浮物被活性污泥吸附后,能够通过沉降和过滤作用被去除。
4.其他物质:除了上述三种主要物质外,活性污泥中还含有一些其他物质,如无机盐、有机残渣等。
四、基本流程活性污泥净化反应过程包括以下几个阶段:1.初期吸附去除阶段:在这个阶段,废水中的有机物质被活性污泥中的微生物和细菌迅速吸附,形成一种絮凝体。
这个阶段的主要目的是去除废水中的悬浮物和可溶性有机物质。
2.代谢稳定阶段:在这个阶段,活性污泥中的微生物和细菌将吸附的有机物质进行分解和转化,生成二氧化碳和水等无机物质以及一些生物质。
这个阶段的主要目的是将废水中的有机物质彻底降解。
活性污泥性实验报告
一、实验目的1. 了解活性污泥法的基本原理和工艺流程。
2. 掌握活性污泥的培养、驯化过程。
3. 学习如何通过活性污泥法处理生活污水,并观察其效果。
二、实验原理活性污泥法是一种生物处理方法,通过微生物对污水中有机物的降解,使污水得到净化。
活性污泥是污水生物处理系统的主体,由微生物、有机物、无机物等组成。
活性污泥中的微生物主要有细菌、真菌、原生动物和后生动物等。
三、实验设备与材料1. SBR模型:普通活性污泥处理生活污水模型。
2. 活性污泥:取自污水处理厂。
3. 生活废水:人工模拟配制。
4. 100mL量筒。
5. 移液管。
6. pH试纸。
7. 恒温水浴锅。
8. 烧杯。
9. 玻璃棒。
10. 消毒液。
四、实验步骤1. 准备工作:将活性污泥稀释至一定浓度,用pH试纸检测pH值,调整至适宜微生物生长的pH范围。
2. 投加活性污泥:将稀释后的活性污泥按比例加入SBR模型中,同时加入生活废水。
3. 静置培养:将SBR模型置于恒温水浴锅中,保持适宜温度,静置培养一段时间。
4. 观察记录:定期观察活性污泥的生长状况,记录污泥的沉降性能、颜色、气味等。
5. 污水处理:将培养好的活性污泥加入生活废水中,观察处理效果。
6. 污泥分离:使用100mL量筒和移液管,将活性污泥与处理后的污水分离。
7. 数据分析:对实验数据进行统计分析,比较不同条件下活性污泥的处理效果。
五、实验结果与分析1. 活性污泥的生长状况:经过一段时间培养,活性污泥呈絮状,颜色逐渐变深,沉降性能良好。
2. 污水处理效果:活性污泥对生活污水中的有机物有较好的降解作用,处理后的污水颜色变浅,气味减轻。
3. 数据分析:通过对实验数据的统计分析,得出以下结论:(1)在一定条件下,活性污泥法可以有效地处理生活污水。
(2)活性污泥的培养和驯化过程对处理效果有较大影响。
(3)适宜的pH值、温度和营养物质等条件有利于活性污泥的生长和污水净化。
六、实验结论通过本次实验,我们了解了活性污泥法的基本原理和工艺流程,掌握了活性污泥的培养、驯化过程,并观察了活性污泥法处理生活污水的效果。
重金属Pb2+,Zn2+,Mn2+对活性污泥法处理生活污水效果的影响研究
重金属Pb2+,Zn2+,Mn2+对活性污泥法处理生活污水效果的影响研究摘要:研究污泥反应系统中,曝气时间、Pb2+、Zn2+、Mn2+浓度对污泥性状、出水COD、TP、TN去除率的影响。
实验结果表明,曝气能改善污泥生长状态,使其适应中、高浓度(1,2 mg/L)重金属离子环境。
在Mn2+浓度为1.0 mg/L条件下,微生物会产生某种条件适应性,促进对水质的净化。
总体存在COD、TP、TN去除率随重金属浓度升高下降的趋势。
关键词:重金属;活性污泥;曝气污水处理行业中,活性污泥法因其成本低、见效快、出水稳定等特点,普遍受到大中型城市污水处理厂的青睐。
然而,由于细菌吸收、颗粒吸附、无机盐共沉淀等多种作用,污泥表面会吸附约50%~80%的重金属杂质,从而取代生物体核酸、蛋白质、酶某些特定基团,使分子变性或细胞活性降低,影响机体呼吸、发育、代谢等生理活动。
然而,这种效应如何影响活性污泥的处理效果目前还未见相关报道。
文章通过开展活性污泥系统实验,研究重金属浓度及曝气时间对活性污泥性状和出水水质的相互关系,为污水处理厂处理中低浓度重金属污水提供一定技术指导。
1材料与方法1.1实验材料活性污泥取自中南民族大学工商学院污水处理站生化池,污水来自校园生活废水。
主要试剂:重铬酸钾、过硫酸钾、抗坏血酸、钼酸铵、氯化锌、硝酸铅、硫酸锰等。
主要设备及仪器:曝气泵、COD测定仪、721型分光光度计等。
1.2实验方法取氯化锌、硝酸铅、硫酸锰配制成重金属母液,使Zn2+、Pb2+、Mn2+浓度为1g/L。
室温条件下,向曝气反应器中加入 5 L污泥混合溶液,加入重金属母液,使其浓度分别为0,0.5,1,2 mg/L。
连续曝气条件下,于2 h,4 h,6 h各取水样一次,采用国家标准方法测定污泥浓度(MLSS)、COD、TP、TN四个指标。
2结果与讨论2.1重金属对污泥活性性状的影响活性污泥性状中,污泥浓度MLSS与污泥沉降比(SVI)是反映污泥数量、污泥凝聚和沉降性能的重要指标。
重金属离子对活性污泥处理污水的影响
M gSO4 0 02 g /L; 尿素 0 025 g /L。
与空 白组 的 差 异 性 很 显 著, P < 0 01。在 H g2+ 、
1 2 实验过程
Cd2 + 、Pb2+ 3种重金属离子对 COD 的影响中, 最明
本实验采用实验室规模的分批连续方式培养, 显的是 Pb2+ 对出水 COD 的影响, 4 d的 600 m g /L
表 1 重金属参考浓度和实验添加浓度 T ab le 1 R eferen ce concen tration and exp er im en ta l add it ion of heavy m etal ions
金属离子
Hg2+ Cd2+ P b2+
参考浓度 ( m g /kg)
0. 26 16. 4 383
21 74
环境 工程学报
第 4卷
物化指标为主, 但重金属对活性污泥的影响机制较 出水的各项指标。
为复杂, 迄今为止尚无法明确重金属对活性污泥的
在人工合成污水中添 加重金属离子, 具体种类
具体作用机制 [ 6~ 9] 。重金属对活性污泥水处理系统 和用量见表 1。
的影响是不容忽视的, 建立起快速有效的监测机制 是十分必要的。原生动物作为活性污泥水处理系统 的生物指标, 具有检测快, 预警性强的特点。对活性 污泥水处理系统中原生动物进行研究, 可为水处理 中重金属离子的变化以及带来的影响提供预警, 为 准确及时把握水处理系统运行状况提供参考依据。
性淀粉 0 1 g /L; 葡萄糖 0 14 ~ 0 17 g /L; 蔗糖 0. 1 影响
g /L; FeSO4 0 05 ~ 0 08 g /L; NH 4H CO 3 0 1 g /L;
《2024年活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究》范文
《活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究》篇一摘要本文旨在研究活性污泥胞外聚合物(EPS)对重金属的吸附效能及其作用机制。
通过实验数据分析和理论探讨,本文详细阐述了EPS对重金属的吸附过程、影响因素及潜在机制,为环境保护和污水处理领域提供理论支持和实践指导。
一、引言随着工业化的快速发展,重金属污染问题日益严重,如何有效处理和去除废水中的重金属成为环境保护领域的重要课题。
活性污泥法作为一种常用的污水处理技术,其胞外聚合物(EPS)在重金属吸附过程中发挥着重要作用。
因此,研究EPS吸附重金属的效能与机制对于提高污水处理效果、降低环境污染具有重要意义。
二、活性污泥胞外聚合物概述活性污泥中的胞外聚合物(EPS)主要由多糖、蛋白质、核酸等生物大分子组成,具有较好的吸附性能和生物活性。
EPS通过吸附、络合、螯合等作用,对重金属离子进行吸附和固定,从而减少重金属在环境中的迁移和扩散。
三、EPS吸附重金属的效能研究1. 实验方法与材料本部分详细介绍了实验所使用的活性污泥来源、重金属种类(如铜、锌、铅等)、实验装置及实验方法。
通过设置不同浓度的重金属溶液,观察EPS对重金属的吸附效果。
2. 实验结果与分析实验结果表明,EPS对不同种类的重金属具有不同的吸附效能。
在一定的浓度范围内,EPS对重金属的吸附量随重金属浓度的增加而增加,达到饱和吸附后趋于平稳。
此外,EPS的吸附效能还受到pH值、温度、离子强度等因素的影响。
通过数据分析,发现EPS对重金属的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。
四、EPS吸附重金属的机制研究1. 物理吸附与化学吸附EPS对重金属的吸附过程包括物理吸附和化学吸附两种机制。
物理吸附主要依靠EPS表面的物理性质,如静电作用、范德华力等;化学吸附则主要依靠EPS中的官能团与重金属离子之间的络合、螯合等化学反应。
2. EPS组分对吸附的影响EPS中的多糖、蛋白质等组分在吸附过程中发挥重要作用。
浅析活性污泥系统中生物相的指示作用
浅析活性污泥系统中生物相的指示作用在城市污水处理厂活性污泥系统的运行过程中,会由于水量、气温、进水有机物浓度、pH值、毒物及污泥性能等的突然变化而影响到活性污泥系统的处理效果。
一般情况下,可以通过水质测定结果来预判水质趋势,但水质测定在实际执行过程中有一定的滞后性,而利用生物相的指示作用可以进行有效的预警。
标签:活性污泥;生物相;微生物1 活性污泥的生物相观察方法1.1 低倍镜观察先用低倍数光学显微镜观察生物相的全貌。
首先注意观察污泥絮粒的大小,污泥结构的松紧程度,菌胶团和丝状菌的比例及其生长状况,并加以记录和做出必要的描述,观察微型动物的种类、活动状况,对主要种类进行计数。
1.2 高倍镜观察用高倍镜观察,可进一步看清微型动物的形态和生理特征。
观察时注意微型动物的外形和内部结构,污泥絮粒中的菌胶团细菌与丝状细菌的比例、絮粒游离细菌的多寡以及微型动物的状态。
例如钟虫体内是否存在食物胞,纤毛的摆动情况等。
2 活性污泥中不同微生物的指示意义2.1 活性污泥中的微生物活性污泥是微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称。
微生物群体主要包括细菌、原生动物和藻类等。
其中,菌胶团细菌和丝状细菌构成了活性污泥的骨架,微型动物(原生动物和后生动物)附着其上或漫游期间,是活性污泥形成结构良好的具有吸附和生物降解功能的生物絮体。
2.1.1 菌胶团细菌菌胶团细菌及其分泌的胶质组成的肉眼可见的细小颗粒,而活性污泥中的细菌大多盆包裹在胶质中,形成菌胶团,也称为絮状体或绒粒;有很强的生物吸附和氧化分解有机物的能力,可以为微型动物和细菌等提供附着场所和较为稳定的生境,有利于细菌进行正常生理活动和生化反应。
菌胶团有球形、分枝状、蘑菇形、垂丝形等各种形状。
通过对菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构的松紧程度的观察,可以衡量好氧活性污泥的性能。
性能较好的菌胶团颜色较浅、透明、结构紧密,生命力旺盛、吸附和氧化能力强,再生能力强;老化或性能变差的菌胶团颜色深、结构松散、活性不强、吸附和氧化能力差。
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活性污泥系统中水相化学条件和固形物与重金属离子作用特性分析田林芳,康得军(福州大学土木工程学院,福建福州350108)摘要:采用以石英砂和高岭土为吸附剂,以重金属中的Cu、Zn、As、Cr为吸附质分别进行了单吸附剂单吸附质等温吸附实验方法,研究了无机颗粒物对重金属离子的吸附去除特性以及无机颗粒物对金属离子吸附影响因素的分析。
研究发现,污水中固体物的吸附对重金属离子迁移起主要作用;无机颗粒石英砂和高岭土对Cu、Zn、As、Cr这4种重金属的吸附均符合Langmuir 等温吸附模型;石英砂的饱和吸附容量Cr>As>Zn>Cu,高岭土对Cu饱和吸附容量最大;无机颗粒高岭土吸附典型重金属具有放热过程的特点,表现为物理吸附的特征。
关键词:无机颗粒;重金属离子;吸附;去除特性中图分类号:X82 文献识别码:ACharacteristics of water phase chemical conditions and solid particles with heavy metal ions in activated sludge systemsLinfang Tian, Kang Dejun(College of Civil Engineering, Fuzhou University, Fuzhou, Fujian 350108, China)Abstract:Quartz sand and kaolin were used as adsorbents, and heavy metals such as Cu, Zn, As, Cr were used as adsorbate. The experimental Method that Single adsorbent single adsorbate adsorption isotherm is adopted. Adsorption removal characteristics that inorganic particles act on heavy metal ions and factors that affect the adsorption of inorganic particles of metal ions was studied. The results show that the wastewater solids adsorption of heavy metal ion migration play a major role.Adsorption of sand and kaolin for Cu, Zn, As, Cr these four heavy metals conform the Langmuir model.Adsorption capacity of quartz sand showed Cr> As> Zn> Cu, while Kaolin’s adsorption capacity for Cu is maximum. kaolin adsorb typical heavy metal with the characteristics of exothermic process, It is a physical adsorption. Keywords:Inorganic particles; heavy metals; adsorption ;removal characteristics基金项目:国家自然科学基金51308123;福州大学人才基金XRC-1268;福州大学科技发展基金2013-XY-23;福建省大学生创新创业训练计划项目201310386062重金属污染不同于其它类型污染,具有隐蔽性、长期性、生物累积性和不可逆转性等特点,水体中的过量重金属除直接对生物造成毒害外,还能经由生物体富集和食物链传递,通过食品进入人体并造成危害。
世界闻名的“水俣病”就是Hg污染引起的,目前,重金属污染已经成为最严重的水污染问题之一。
用活性污泥法去除污水中的重金属具有环保高效、运行成本低等优点[1,2]。
活性污泥工艺能去除包括重金属在内的多种污染物,其中传统活性污泥法在去除污水中有机物的同时,也能通过沉淀、吸附等作用去除污水中的重金属[3]。
重金属离子可能会由于pH、Eh、温度、有机络合、离子交换以及微生物的作用等因素的影响而在固-液两相之间不断地进行交换[4]。
传统的活性污泥工艺去除金属离子分为两个阶段[5]:第一阶段是沉淀,属机械作用去除;第二阶段是生化曝气池污泥上的菌胶团吸附,这样重金属离子大部分就从污水中迁移转化到污泥中。
除了活性污泥法以外,其他生物处理技术也广泛应用于重金属的去除[6,7]。
比如,盛国平提出的重金属与活性污泥的作用机理[8]、周佳恒等人对活性污泥吸附重金属模型建立的研究[9,10]、Eleni Vaiopoulou等人研究了重金属对活性污泥微生物的影响[11,12,13]以及谢莹等人研究的含重金属污泥的分析和处置[14,15]等。
溶液中存在其它金属离子,离子间的竞争吸附、活性污泥的粒径等都有可能影响到吸附效果[16]。
在城市污水生物处理过程中,重金属在一级处理(固体颗粒的吸附沉淀)和二级处理中(生物吸附积蓄)都能被部分去除[17],Sung的研究表明,溶解态重金属主要通过生物单元和二沉池去除[18]。
经二级处理后,大部分重金属离子可以得到有效去除。
因此要研究污水处理厂中重金属的去除特性,明确重金属元素在各个处理单元中的分布情况是关键。
重金属在水体中的迁移转化过程是一个复杂的物理、化学及生物过程。
其中吸附是重金属在沉积物/水两相之间分配的重要作用之一[19]。
为了研究无机颗粒对重金属的吸附特性,本实验分别以石英砂和高岭土为吸附剂,以重金属中的Cu、Zn、As、Cr为吸附质分别进行了单吸附剂单吸附质等温吸附实验。
1 实验材料与方法1.1 实验仪器和材料仪器:电子天平(FA2004N,上海精密仪器有限公司);离心机(TDL-5,上海安亭科学仪器厂);水浴恒温振荡器。
材料:高岭土和石英砂。
高岭土的有效成分为高岭石,是一种含水铝硅酸盐, 其晶体结构由-S i-O 四面体层和-A l-( O, OH ) 八面体层构成[20](前面有一个20脚注了)。
石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,其主要矿物成分是SiO2。
1.2 实验前的准备1.2.1样品的前处理取150mL水样用落地高速冷冻离心机保持恒温4℃,在10000 rpm下离心分离30min,取上清液并过0.45µm的微孔滤膜,滤液用优级纯硝酸酸化至pH=1~2,作为水相,在4℃下保存供分析用。
1.2.2吸附剂的制备分别取高岭土、石英砂若干放在倒有超纯水的1L烧杯中静置2~3小时,进一步净化采用Moore和Reynolds方法[21],具体操作为:在烧杯中加入少量30%双氧水直到溶液不再冒泡,停止加入双氧水。
目的在于去除残留在高岭土、石英砂表面的有机物质。
静置过夜后,上清液轻轻倒掉,再不断用超纯水淋洗高岭土、石英砂,以去掉残留的双氧水。
最后离心混合液,将离心下来的高岭土、石英砂样在343K的烘箱中烘干即可作为实验用高岭土、石英砂吸附剂。
1.3.吸附实验方法和步骤(1)实验方法无机颗粒在吸附性能方面表现的物理化学性质较有机物质或有机质含量最高的吸附剂简单,大量文献[22,23,24]研究已表明无机颗粒吸附平衡时间较短,在若干个小时内无机颗粒对重金属的吸附即可达到平衡,较多的实验选择24h作为吸附平衡时间是可行的,因此本实验选择24h作用无机颗粒吸附典型Zn的吸附时间。
(2)实验步骤将0.1000g处理后的无机吸附剂高岭土和石英砂分别加入10~45μg·L-1浓度的Cu(NO3)2溶液及50~100μg·L-1浓度的Zn(NO3)2溶液中,将一系列不同浓度的某种重金属溶液置于150mL具塞磨口锥形瓶中,加入0.1g·L-1的吸附剂(按干固体量计),通过恒温振荡器在160rpm,在一定温度下振荡吸附动力学确定的吸附平衡时间后,通过离心机在10000rpm转数下进行10min离心分离。
取离心分离后的上清液直接进行重金属浓度分析。
2 试验结果分析与讨论2.1 实验结果2.1.1 活性污泥吸附时间的确定为了确定活性污泥对典型重金属吸附平衡时间,本研究以Zn为吸附质,按照1.3的方法在25℃条件下进行吸附实验,结果见图1。
图1 活性污泥吸附动力学过程图Fig. 1 Adsorption kinetics of activated sludge 通过图1可以看出,活性污泥对Zn的吸附,在吸附初期吸附速率大,8h内吸附总量的90%(在图上显示没有到达90%??),随着时间的增加吸附速率逐渐减小,在随后的时间内吸附量在一个范围内波动,吸附24h、48h和72h时活性污泥的吸附量未发生较大变化,因此,可以认为24h内活性污泥的吸附过程已到达平衡,之后主要存在吸附和解吸过程的动态平衡。
因此,后续的吸附实验平衡时间选择为24h。
2.1.2 吸附实验结果分别用无机颗粒高岭土和石英砂吸附重金属离子Cu、Zn、As和Cr,重金属离子初始浓度取污水处理厂实际监测范围最大最小值之间,即Cu、As取10~45µg·L-1;Zn、Cr取10~80µg·L-1。
实验结果如图2。
图2 无机颗粒对四种重金属吸附实验结果Fig. 2 Adsorption results of the inorganic adsorbent and heavymetals无机颗粒吸附重金属实验得到的吸附等温线特征参数如表1。
表1 无机颗粒吸附典型重金属的Langmuir等温吸附模型参数Table 1 Langmuir adsorption model parameter of adsorption between inorganic adsorbent and heavy metalsIonType ofadsorbentLangmuir parametersq max b2RCu Quartz sand 0.94 0.029 0.9862 Kaolinite 29.5 0.517 0.9831Zn Quartz sand 5.73 0.524 0.9324 Kaolinite 14.68 2.332 0.9783As Quartz sand 6.18 0.008 0.9504 Kaolinite 24.69 0.007 0.9859Cr Quartz sand 16.75 0.021 0.9339 Kaolinite 17.01 0.034 0.94892.2 吸附去除特性分析通过图2可以看出,在吸附平衡状态下,随着溶液中重金属浓度的增加,无机颗粒的吸附量也逐渐增加,但随着溶液中重金属浓度达到一定高的浓度后,无机颗粒的吸附量趋于稳定,不再增加,可判断吸附类型比较符合Langmuir等温吸附模型[25]。