藻类吸附法去除废水中的重金属
生物吸附法处理重金属废水研究进展
研究成果和不足：吸附法在重金属废水处理方面取得了显著的研究成果。首 先，针对不同种类的重金属废水，研究者们发现了多种高效、稳定的吸附剂，如 活性炭、树脂和生物质材料等。其次，通过改性技术，这些吸附剂的性能得到了 显著提升，为实际应用提供了良好的基础。此外，研究者们还研究了吸附剂的再 生和循环使用问题，为降低处理成本提供了有效途径。
生物吸附法处理重金属废水研 究进展
01 摘要
目录
02 引言
03 一、生物吸附法原理
04 二、影响因素
05
三、应用现状及未来 发展趋势
06 参考内容
摘要
本次演示综述了近年来生物吸附法在处理重金属废水领域的研究进展。生物 吸附法利用微生物、植物、藻类等生物体对重金属的吸附作用，实现对废水中重 金属的有效去除。本次演示介绍了生物吸附法的原理、影响因素、应用现状及未 来发展趋势，旨在为相关领域的研究和实践提供参考。
研究现状：在吸附法处理重金属废水的研究中，主要涉及吸附剂的选取和改 性两个方面。目前，常见的吸附剂包括活性炭、树脂、生物质材料等。活性炭具 有高比表面积、发达孔结构和良好的吸附性能，是重金属废水处理中最常用的吸 附剂之一。树脂作为一种高分子聚合物材料，对重金属离子具有较强的吸附能力。 生物质材料则具有来源广泛、可再生等优点，成为研究的新方向。
二、影响因素
1、生物体种类：不同种类的生物体对重金属的吸附能力存在差异。例如， 某些微生物具有较强的吸附能力，而某些植物则对某些重金属具有较高的选择性。 因此，选择合适的生物体是提高生物吸附效果的关键。
2、重金属种类和浓度：不同种类的重金属离子对生物体的吸附能力不同。 一般来说，高浓度的重金属离子对生物体的毒性较大，可能导致生物体死亡或降 低吸附效果。因此，在实际应用中，需要根据废水中重金属的种类和浓度选择合 适的生物体和处理条件。
藻类处理氮磷和重金属废水
藻类生物膜技术1 藻类生物膜处理污水的原理利用藻类生物膜处理废水的技术在许多年以前就被提出来了，但在近年来才受到关注。
藻类可以有效地利用污水中的N、P，且在此过程中产生氧气，有利于BOD物质的去除，又由于光合作用增加了pH值也可以起到消毒作用(减少大肠杆菌及有毒细菌数量，并且它还可以缔合外源物质(如重金属)，即去除了污水中的营养盐，又促进了N、P等元素的循环，增加了生物量，创造了更多的经济价值。
所以，藻类系统对于去除引起富营养化问题的氮、磷化合物以及污水深度处理提供了一个优良的解决方法。
1.1对氮、磷的去除氮是藻类生物量的一个重要元素，一般而言，约占藻类干重的10%，藻类可利用的氮源范围包括无机氮和有机氮，而藻类利用不同形态的N的优先顺序为，NH4+-N > NO3—N > 简单有机氮（如尿素、简单的氨酸等）。
藻类消化吸收无机氮，转化生物量的能力可以有效的进行氮化合物的解毒。
无机氮的同化作用包括三个步骤：首先，硝酸盐、亚硝酸盐、氨吸收，由一种特定的通透酶介导并需要能量；其次，依赖ATP将硝酸盐还原为铵，需要8个电子，由两个酶活化催化（硝酸盐还原酶、亚硝酸盐酶）；最后，将钱并入碳骨架。
许多藻类除了自养方式之外，还可以运用有机物进行混合营养，直接吸收多种有机氮如尿素、氨基酸等，有些藻类能固定大气中的氮并加以利用。
从对氮的需求观点来看，城市污水富含满足藻类生长的氮源，氨态氮是城市污水含量最高的无机氮源；其次是尿素(有机氮)，它可以直接或被细菌转化为氨氮而被藻类利用；而水中的游离氨浓度过高却会对藻类的生长造成抑制。
有学者认为藻细胞合成的磷仅占藻细胞干重的1%，但它是细胞核酸的主要成分，在能量的转化过程中起着重要作用。
磷的自然界存在形态主要有溶解性磷(DP)、颗粒磷(PP)，其中溶解性磷又分为可溶性活性磷(DRP)和可溶性非活性磷(DUP)。
有人研究表明磷用于能量传递和核酸合成细胞的过程，主要以无机离子H2PO4-、HPO42-的形式被吸收。
综述_蓝藻对重金属的吸附作用研究
蓝藻对重金属的吸附作用研究金螳螂建筑与城市环境学院 08级园艺(城市园艺)朱怡航 0841405023在现代工业发展的同时，人类向环境排放的含重金属的废水也日益增多，这既污染了土壤与水体环境，也威胁到人类自身的健康。
在众多的重金属废水处理方法中,生物吸附是最有效并且最有前途的方法之一。
与传统的物理、化学方法如沉淀法、螯合树脂法、高分子捕集剂法、天然沸石吸附法、膜技术、活性炭吸附工艺、离子交换法等[1,2]相比，生物吸附更适合处理高、低浓度金属离子的水体;不产生二次污染；具有更好的选择性;并且原料廉价易得，分布广，易收集。
用于生物吸附的原料主要有细菌、真菌、藻类及其代谢产物以及多种有机物如淀粉、纤维素、壳聚糖等。
生物吸附剂的来源是影响其制造成本的最重要的因素[3]。
许多藻类具有富集重金属的能力，其吸附性能往往比其他生物高。
蓝藻在世界上分布极为广泛,在淡水、海洋和陆地上都能找到蓝藻的踪迹，许多种类还能生长在极端环境下，具有很强的抗逆性。
蓝藻丰富的生理生化特性及强大的抗逆性决定了其吸附特性有别于其他藻类，因此，蓝藻在对重金属的吸附研究中具有不可替代的地位。
蓝藻对重金属的吸附原理一般认为，蓝藻对重金属的吸附与细胞壁的性质以及吸附效率很大程度上相关，这是由于蓝藻细胞壁带有负电荷，具有许多官能团如羟基、羧基、酰胺基等供金属离子结合，并且具有较大表面积。
一些没有细胞壁的藻类对重金属吸附作用弱小也证明了这一点。
蓝藻细胞通过电信号对重金属离子做出响应，其响应灵敏度随离子重金属种类而异[4]，若能建立藻细胞对常见重金属的响应模式和数据库，则可有效预警早期水污染和预防突发性水污染事故。
蓝藻细胞壁的成分与细菌相似，主要是两种肽聚糖：N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸。
李建宏等研究了极大螺旋藻( Spirulina maxima) 对金属离子的吸附作用，表明主要是细胞壁多糖在起作用[5]。
蓝藻还能通过液泡化吸附重金属，并抵御重金属的毒害。
藻类在含重金属废水处理中的应用
生长影响的强弱顺序是 ： ｃ ｄ ２ ＋ 、 ｃ ｒ ６ ＋ 和Ｈ ｇ ２ ＋ ；对叶绿素含量影响的强弱顺序是 ： Ｈ ｇ ２ 、 Ｃ ｄ 和Ｃ ｒ ６ ； 对 蛋 白质含 量 影响 强 弱顺序 是 ： ｃ ｄ 、 ｃ ｒ “ 和Ｈ 。 吴 海锁 等 以 学 沉淀 法 、 离子 交换 法等 ， 这些 处 理方 法成 本 高 ， 对 大 型工 厂 的 污水 处 理不 适 小球藻为生物吸附剂 ， 研究 了小球藻对ｃ ｕ “、 Ｃ ｄ 和ｚ ｎ 。 坝 附性能， 结果发现小 用， 因 此迫 切需 要一 种 经 济适 用 的处理 方 法来 解决 。藻 类 吸附 法作 为 一 种新 球 藻 吸附 １ ０～１ ０ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ 重金 属 离 子 的速 度 快 ， 吸附 容 量 大 ， 适 宜 的ｐ Ｈ在 ３ ． ０～ 型廉价 的 理方 法正 日益受 到关 注 ， 对 藻 类吸 附法 进 行研 究 有 重要 的应用 和 ５ ． ０ ， 影 响吸 附 性 能的 关键 指 标是 ｐ Ｈ和吸 附 时间 ， 小球 对 ｃ ｄ ２ 的 吸 附性 能 明显 经 济价 值 。 高 于其 它离 子 。提 高 体 系 中小 球藻 质 量 浓度 有 利 于 提高 重 金 属离 子 的 吸附
子 等工 业 生产 排水 ， 对 环境 和人 类 健康 有严 重 的危 害 。废 水 中 的重 金 属离 子 大 多不 能 被分 解 ， 容 易 在植 物 和水 生动 物体 内大量 富 集 ， 进 而 转 化到 人 体 内 ， 所 以针 对 重金 属 废水 的处 理 进行 研究 十 分重 要 。目前 常用 的处 理 方法 包括 化
３ ． ２蓝 藻 门藻 类
２ ． 藻类对 重 金属 废水 的 吸附机 理
藻类是一种光合 自养型生物， 其结构简单 ， 其细胞壁主要 由多糖 、 脂肪及 蛋 白质 等组 成 ， 表面 带有 一定 的负 电荷 ， 因此 能够 吸 附废 水 中 的重 金属 离 子 ， 而且其表面的氨基 、 羟基等官能 团等也能与金属离子结合 ， 从而达 到对金属 离子的吸附和富集。另外藻类还有一定的生物吸收作用 ， 当金属阳离子与细 胞表 面 的 水解 酶 等 催化 剂 结 合后 ， 会 被 细胞 吸 收 转移 到 其 体 内 ， 然 后 通 过 一 系列 的 反应 ， 最终 实 现金 属离 子 的 吸收转 化 。藻 类 的 吸附 作 用受 外 界 因素 影 响 时变 化 较大 ， 具体 的像 温度 、 Ｐ Ｈ值 、 培养时间、 金 属离 子 浓 度等 因 素都 会 对 其产 生 一定 的影 响 。 目前对 于 藻类 的 吸附 机理 研 究 尚处 于初 级 阶段 ， 其 过 程 不是 简 单 的吸 附 、 富 集 和离 子交 换过 程 ， 而 是 长 时间 的新 陈 代谢 作 用 、 化 学 及 物理作用的共同效果。
藻类在污水处理中的应用
藻类在污水处理中的应用藻类在污水处理中的应用引言污水处理是一项重要的环保工作，旨在将废水中的有害物质去除或减少，以达到排放标准。
传统的污水处理方法包括生物处理、物理处理和化学处理等，但这些方法存在着效率低、成本高等问题。
近年来，人们开始关注藻类在污水处理中的应用，因为藻类具有很强的可以吸收和降解有害物质的能力，也具备生长快速、适应性强、资源可再生等优势。
藻类的吸附作用藻类是一类富含叶绿素的植物，具有较强的吸收能力。
研究发现，一些藻类对废水中的重金属离子、有机污染物、营养盐等有害物质具有很高的吸附能力。
通过将藻类添加到废水中，藻类会吸附并富集有害物质，从而实现对废水的净化。
藻类还可以通过光合作用将吸附的有害物质转化为有机质，进一步降低废水的污染程度。
藻类的降解作用藻类具有较强的生物降解能力，可以分解废水中的多种有机物。
一些藻类在生长过程中会分泌酶类物质，这些酶可以降解废水中的有机物，将其转化为无害的物质。
通过引入藻类到污水处理系统中，可以提高有机物的降解效率，减少有机物对水体造成的污染。
藻类的生物竞争作用藻类具有较强的生长能力，可以通过吸收营养盐等方式迅速繁殖。
在废水处理中，藻类可以与其他微生物竞争营养资源，从而抑制有害微生物的生长。
例如，一些蓝藻可以利用废水中的氮、磷等养分，使得有害藻类无法获得足够的养分而衰退。
藻类的生物竞争作用能够有效地控制水体中有害藻类的生长，提高废水处理的效果。
藻类的资源可再生性与传统的污水处理方法相比，藻类在污水处理中的应用具有很高的资源可再生性。
一方面，藻类在废水中吸收的有害物质可以通过适当处理后用于制造肥料、生物燃料等，实现资源的循环利用。
另一方面，藻类本身也是一种优质的生物质资源，在脱水处理后可以作为饲料、生物肥料等使用。
通过充分利用藻类的资源可再生性，可以减少对传统资源的依赖，实现环境友好型的污水处理。
结论藻类在污水处理中的应用具有很大潜力，能够有效降低废水的污染程度，实现废水的净化。
海藻对废水中重金属吸附的研究进展
海藻对废水中重金属吸附的研究进展徐良轩;艾天;于志;杨宁;李真;吴秀红;田晓溪;姜效军【期刊名称】《辽宁科技大学学报》【年(卷),期】2016(039)004【摘要】海藻具有特殊的细胞壁结构,其化学改性后具有较高的重金属富集吸附能力.化学改性后的海藻具有吸附量大,吸附速率快以及简易的解吸附等优点,被认为是理想的生物吸附材料.本文描述了海藻吸附剂对重金属的吸附作用,分析了温度、pH 值、光照对其吸附效率的影响并剖析了吸附机理,最后对海藻吸附剂在改性方面研究的进展情况和其未来的发展趋势进行了展望.【总页数】6页(P273-278)【作者】徐良轩;艾天;于志;杨宁;李真;吴秀红;田晓溪;姜效军【作者单位】辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山 114051;辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山 114051;辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山 114051;辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山 114051;辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山114051;辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山 114051;辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山 114051;辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山 114051【正文语种】中文【中图分类】X703.1【相关文献】1.海藻酸钠固定化鞘氨醇单胞菌生物吸附去除养殖海水中重金属的研究 [J], 陈文宾;胡庆昊;殷磊;许兴友;马卫兴2.用于废水中重金属吸附的核桃壳吸附剂制备方法研究进展 [J], 张永涛;张枭明;秦博妮;夏萌;闫宇航3.吸附法处理水中重金属的解吸附研究进展 [J], 兰馨;郭帅庭;李彬4.废水中重金属离子吸附材料的研究进展 [J], 刘海龙;郭存彪;何璐红;赵扬5.关于海藻吸附水溶液中重金属离子的研究进展 [J], 周洪英;王学松;李娜;单爱琴因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
藻类吸附法去除废水中的重金属
２２２吸 附时 间 的影 响 。 吸 附 时 间是 影 响 吸 附 量 的又 一 重 要 因 ．． 藻类 大 致 可 以 分为 褐 藻 门 、 藻 门 、 藻 门 、 藻 门 四个 门类 及 素。藻类吸附重金属离子一般 分为两个阶段： 蓝 红 绿 第一阶段 为物理吸附， 墨角藻属 、 囊叶藻属、 颤藻属、 鞘 马尾藻属 、 松藻属 、 乳节藻属、 巨藻 速度较快 ； 第二 阶段 的吸附是一个能量驱动 的新陈代谢过程 ， 受到 属、 昆布属 、 带属 、 海 小球藻属、 角叉菜属、 螺旋藻属、 红皮藻属、 刚毛 能量 多少（ 如糖份 ） 阻止新陈代谢过程 的物质 （ 和 如毒性物质 Ｋ Ｎ Ｃ 藻属等属类。藻类的细胞壁由多糖、 白质和脂类组成 ， 蛋 具有粘性 ， 等 ） 的影响 ， 速度较慢。用 马尾藻吸附 Ａ 前 ６ ｓ的吸附速率最快。 ｌ， ０ 带一定 的负 电荷 ， 可提供氨基 、 酰氨基 、 基、 羰 醛基、 羟基 、 硫醇 、 硫 用赤潮藻吸附重金属离子 ， ３ ｍｉ 在 ０ ｎ内即可达到吸附平衡。用水棉 醚、 咪唑、 磷酸根和硫酸根等 官能团与金属离子结合。此外 ， 其细胞 绿藻吸附 ｃ 在 ２ 一， ｈ后 Ｃ ６ ｒ的去除率达到 ９ ％。Ｋｉｍｅ ＋ ６ ｌ ｍ ｋ等【 。 ｌ 用鞘颤 膜是具有高度选择性的半透性膜 ， 因此 ， 类可以富集许多金属离 藻吸附 Ｐ ｚ ｃ “ 在前 ５ ｉ 藻 ｂ ｄ ， 和 ｍ ｎ内对 Ｐ ｚ Ｃ ｂ ｄ 的吸附量就达到饱和 子。 吸 附量 的 ９ ％， ３ｍｉ 达 到 吸 附平 衡 。 ０ 在 ０ ｎ后 １ 藻 类 的预 处 理 ２２３共存离子的影响。溶液中的共存离子是影响吸附量 的第 ＿． 在用藻类吸附重金属离子之前 ，通常要对藻类进行预 处理 ， 主 三个重要因素。在 系统中欲被 分离 出的金属离子称 为目标离子， 在 要有物理加工 、 简单化学处理和化学 改性等三种。 溶液中 ，其 它金属离子和 目标离子都 有可能结合到吸附位点上 ， 这 １１物 理加 工 物理 加工 主 要 为 干燥 、 碎 。干燥 会 不 同程 度地 些其它金属离子称为竞争性 阳离子。 ． 粉 竞争性阳离子对吸附位点的占 改变 藻 类 的组 成 ， 坏 藻 类 的结 构 。 破 干燥 温度 不宜 太 高 ， 般 应低 于 据会使 目标离子的吸附量 下降。 一 各竞争性阳离子 与吸附位点之间亲 １０ 尤 以 日晒 和 冷 冻 干 燥 为 好 。 粉碎 增 加 了海 藻 的 比表 面 积 ， ０ ℃， 从 和力的不同， 它们对 目标离子影 响的能力也不一样 。同一种竞争性 而能够增加其对重金属 的吸附量 ， 加快吸附速率。Ｇ ｐａ ｌ ｕ ｔ 等Ｉ ＿ 先将水 阳 离 子对 具 体 目标 重金 属 离 子 的 影 响是 不 同 的 。ｗｉｉ ８ 的试 验 ｌａ 等 １ｍ 棉绿藻用蒸馏水清洗干净 ， 然后 在太阳下 干燥 ６ ， ｈ 再将其粉碎并筛 表明 ， 当溶液中同时存在 Ｃ “ Ｃ ２ Ｎ“ ， ｕ ， ｄ － ｉ时 巨大昆布对 ｃ ＊ ￣ ， ｕ 的吸附 选出尺寸在 ２ ３ ｍ之 间的作为吸 附剂 ，发现其对 ｃ －ｍ 一的吸附量较 量 比溶 液 中只 有 Ｃ 的小 。 ｕ时 大 。Ｗｉｉｍ 等 ｌａ ｓ 先将 巨 大 昆布 晒 干 ， 除其 中 的砂 粒 和 石 头 ， 后 ｌ 去 然 ２２４重金属离子的初始浓度的影Ⅱ。 ．． 向 另外 ， 由于藻类吸附重金 用钉 锤 碾 碎 ， 选 出尺 寸在 ０５ １ ｍ 之 间 的作 为 吸 附 剂 ， 验 结 属 离 子 为 非 均相 的 固 液 反 应 ， 应 主 要在 固液 界 面 进 行 ， 吸 附 还 筛 ．～ ． ｍ ０ 实 反 故 果表 明其 对 Ｃ Ｎ Ｃ 吸 附效 果 都 较 好 。 ｕ 、ｊ 和 ｄ的 受到参与反应 的重金属离子的初始浓度的影响。 １２简 单 化 学 处 理 简 单 化 学 处理 主 要 是 用 Ｈ １ 有 机 物 浸 ． Ｃ或 ３ 藻 类 吸 附重 金 属 的机 理 与 规 律 泡。Ｈ １ Ｃ 或一些有机溶剂可以洗掉 海藻上吸附的 ｃ “ Ｍｇ ， ａ， ａ ， ２ Ｎ 从 ＋ 藻类吸附机理主要包括离子交换、 表面络合反应和特殊基团的 而增加藻类的吸附点 ， 有利于吸附。 ａｇ等… Ｙｎ 将马尾藻粉碎 ， 选取尺 静 电吸附等。赵玲等证实重金属离子不仅 与原 甲藻发生离子交换 ， 寸在 １ ～ ． ． １ ｍｍ 之 间 的 作 为 吸 附 剂 ，并 用 ０１ ｏ・ 的 ＨＣ 浸 泡 而 且 与原 甲藻 细 胞 壁上 的酰 氨 基 和羟 基 进 行 共价 结 合 。Ｇ ｐａ等用 ０ ４ ．ｍ ｌＬ １ ｕｔ ３， ｈ 然后用去离子水洗涤 ， 最后在 ４ ～ ０Ｃ ０ ６ ￣的烤箱 中烘干。实验结果 水 棉 绿 藻吸 附 Ｃ６ 在 ｐ 值 小 于 ３时 离子 交换 起 到 了主 要作 用 ， ｒ， Ｈ ＋ 而 表 明 ，用预 处理 后 的 马 尾 藻 处 理 含 铀 酰 离 子 （ Ｏ ）废 水 ，在 前 当 ｐ Ｕ， Ｈ值 大于 ３时 则 主 要是 靠 吸 附 剂 表 面基 团的 物理 吸附 。 １ｍｉ Ｕ ｄ的去 除 率 就 达 到 ７ ％～０ ５ ｎ内 ０ ￣ ０ ８ ％。 ４ 结 语 １３化学改性 化学 改性 的 目的在于改善藻类的机械 性能和化 ． 藻类吸附法处理重金属废水具有高效、 经济 、 简便 、 选择性好 的 学稳定性 ， 因为天然藻 类非常柔软 ， 易破碎 、 较 降解 、 腐烂。Ｌｅ等【 优点 ， ｅ ｌ 】 特别是对于一些传统 方法不能有效处理 的低浓度重金属废水 将 马尾藻加入 甲醛和 Ｈ １ Ｃ 的混合溶液中，在室温下轻微搅拌 ４ 后 有着独特的应 用价值。 ｈ 此外， 通过 改性 处理 ， 可进一步提高藻类的吸 将 其过滤 出来 ， 先后用蒸馏 水、 ％的碳酸钠 、 并 ３ 蒸馏水 冲洗 ， 再在 附效率和选择性 ， 因此它是一种极有发展前途 的处理含重金属废水 ６ ℃的条件 下烘干。实验结果表 明，改性后 的马尾藻 对 Ａ ３ ｃ “ 的技术。 Ｏ ｌ，ａ ， ＋ 值得一提的是 ， 除了一些个别 的应用以外 ， 大多数利 用藻类 Ｍ ， ａ的吸 附量 远 大 于 未经 改性 的马 尾 藻 。 Ｎ 吸 附 剂 的 处理 方法 均 处 于 实验 阶 段 ， 实用 化 或 工 业 化应 用 上 还 有 在 ２ 藻 类 对重 金 属 的 吸 附效 果与 影 响 因 素 许多 问题 有待研 究 ， 处理量 少 、 如 周期较长 、 水往往需要预 处理 废 ２１吸附 效 果 藻 类 对 各种 重�
硅藻土对废水中重金属的吸附探讨
术 。很 多 吸 附剂 比如 活性 炭 、合 成树 脂 、天 然 沸 石 以 及 合 ］ 成 沸石 、粘 土 矿 物 、天 然硅 藻 土 以 及改 性 硅 藻 土 都 被 研 究 用
来 去 除 水 中的 重 金 属离 子 ，在 这 些 吸 附剂 中 ，天 然 硅 藻 土 和
１ 天然 硅 藻 土对 水 中重 金 属 的 吸 附
对 重 金 属 的 吸 附效 果 见 表 ２ 。 ２ ２ 研 磨 烘 干 法 ． 毛世 军 等 ｌ 】 天 然 硅 藻 土 进 行 研 磨 烘 干 后 吸 附 水 中 对
收 稿 日期 ：２ １ —０ —１ ０１ ７ １ Ｃ ，研 磨 烘 干 后 ，硅 藻 土 的 粒 径 减 小 ， 吸 附 能 力 增 加 。 ｕ 作 者 简 介 ：凌 静 （９ ５ ） １８ 一 ，女 （ 族 ） 汉 ，湖 南 衡 阳人 ，湖 南 省 衡 阳 市 南 华 大 学 城 市建 设 学 院在 读 硕 士 研 究 生 ，主 要 从 事 水 和 废 水 处 理 研 Ｎｅａ ｏｉ 等 也 对 天 然 硅 藻 土 进 行 研 磨 烘 干 ，然 后 吸 附 水 ｎｄ ｖｃ 究工作。
／ｍ ‘ １ ｇ
硅
／ ‘Ｌ
时 间 ／ ｈ
温 度
／℃
吸 附 量
／ ｍｇ・ 一 ｇ
去 除 率
（ ） ０ ９
卯 卵 他 鸽
长 自 山 天然 硅 藻 土［
长 白 山天 然 硅 藻 土 Ｌ 。 天然硅藻土［ ］ 天 然 硅 藻 土 ［】 １ ］ 天然硅藻士［］ １ ２ 天然硅藻土［］ １ ３
２ ４ 有 机 法 ．
Ｇｈ ｕｉ 用 锰 氧 化 物 对 天 然 硅 藻 土 进 行 改 性 ，并 ｏ ｔ等口 采 用 改性 后 的 硅 藻 土 吸 附 水 中 Ｐ 、Ｃ 、Ｚ ，改性 硅 藻 ｂ ｄ ｎ
藻类在污水处理中的应用
藻类在污水处理中的应用
藻类在污水处理中的应用
藻类是一类具有光合作用能力的微生物，拥有很多种类和品种。
近年来，人们发现藻类在污水处理中具有很好的应用潜力。
以下是
藻类在污水处理中的应用：
1. 藻类的生物吸附作用：藻类可以吸附和吸附各种有害物质，
如重金属离子、有机物质和化学污染物等。
通过将藻类引入污水处
理系统，可以减少污水中的有害物质含量，提高处理效果。
2. 藻类的生物降解作用：藻类具有很强的生物降解能力，可以
分解有机废物和污水中的有机物质。
藻类通过光合作用消耗污水中
的有机物质，并将其转化为藻类生物质。
这不仅能净化污水，还可
以生产有机肥料和生物能源。
3. 藻类的氮、磷去除作用：藻类对污水中的氮、磷具有很强的
吸收能力。
通过培养适当的藻类群落，可以将污水中的氮、磷转化
为藻类生长所需的养分。
这有助于减少污水中的氮磷浓度，避免造
成水体富营养化和水华现象。
4. 藻类的CO2吸收作用：藻类具有高效的光合作用能力，可以
吸收大量的二氧化碳（CO2）。
将藻类引入污水处理过程中，不仅可
以净化污水，还能够将大气中的CO2转化为有机物质，减缓温室效应。
，藻类在污水处理中具有独特的应用价值。
通过利用藻类的生物吸附、生物降解、氮磷去除和CO2吸收等作用，可以实现对污水的有效处理和资源化利用。
藻类在污水处理领域的应用前景将更加广阔。
生物吸附法去除废水中重金属离子的开题报告
生物吸附法去除废水中重金属离子的开题报告一、选题背景随着人类工业和农业的发展，大量的化学污染物被排放到水体中，其中包括重金属离子。
重金属离子具有高度毒性和生物累积性，对人类和环境造成严重的危害。
因此，探索有效的废水处理方法，去除其中的重金属离子，对于实现水资源的可持续利用和环境的保护至关重要。
生物吸附法是一种比较新型的废水处理方法，具有低成本、高效率、环保的优点。
该方法通过利用生物吸附体（如细菌、菌丝、藻类等）对废水中的重金属离子进行吸附，达到去除重金属离子的目的。
二、研究目的与意义目的是探究生物吸附法对废水中重金属离子的去除效率及其影响因素，为废水处理技术的研发和实际应用提供参考。
意义在于发掘一种环保、低成本的废水处理技术，促进水资源的可持续利用和环境的保护。
三、研究内容1. 建立生物吸附实验系统，选取适当的生物吸附体。
2. 研究废水中不同重金属离子（如铅、汞、镉、铬等）对生物吸附效果的影响，总结不同重金属离子对生物吸附效果的差异及其原因。
3. 探究吸附剂用量、废水 pH 值、温度等因素对生物吸附效果的影响，总结最佳操作条件。
4. 实验后采用SEM、EDS等手段对生物吸附体表面结构和重金属分布状态进行分析，以了解生物吸附机制和过程。
四、研究方法1. 采用生物吸附法作为废水处理方法，选用适当的生物吸附体。
2. 通过对废水中重金属离子的吸附率实验，探究各种不同因素对生物吸附效果的影响，并通过数据分析以及图形表示的方式展现数据精确可靠的研究结果。
3. 通过SEM、EDS等手段对样品进行表征，得出生物吸附机制与过程画面化的结果。
五、研究进度1. 初步完成实验计划、网络搜索和草稿论文的编写，预计本月底完成论文的终稿修改。
2. 进一步完善实验计划和方案，争取在下个季度内完成各项实验和数据统计工作，以期获得更为丰富和准确地数据结果。
六、预期成果本研究将更详细地探讨生物吸附法除去废水中重金属离子的可行性和影响因素。
藻类吸附法去除废水中的重金属
剂 ．实验 结 果表 明其 对 Ｃ “、ｉ和 Ｃ 的吸 附效 果 ｕ Ｎ ＋ ｄ
都 较好 。 １ ． 简单化 学处 理 ２
组 成 ， 有粘 性 ， 一 定 的负 电荷 ， 提 供 氨基 、 具 带 可 酰 氨基 、 羰基 、 基 、 醛 羟基 、 醇 、 醚 、 唑 、 酸 根 和 硫 硫 眯 磷
附 剂 ， 现其 对 Ｃ６ 发 ｒ的吸 附量 较 大 。 ｌａ 等［ ＋ Ｗｉｉ ｌｍｓ ２ １ 先将
巨 大昆 布晒 干 ， 除 其 中 的砂粒 和石 头 ， 去 然后 用 钉锤 碾碎 ，筛 选 出尺寸 在 ０５—１ 之 间的作 为 吸 附 ． ． ｍｍ ０
尾 藻 属 、 藻 属 、 节 藻 属 、 藻 属 、 布 属 、 带 松 乳 巨 昆 海
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｒｓａｃ ｃｕ ｌ ｙｏ ｓｎ ｌａ ｉｓｒ ｔ ｎｆｒｔｅｄｓ ｏａ ｆｈ ａ ｙｍｅａ ａ ｔｗ ｔｒ ｓｉｔ ｄ ｃ ｄ Ｔｈ ｓｒ ｃ ： ｈ ｅｅ ｒｈａ ｔａｉ ｆｕ ｉｇａｇｅｂｏｏｐｉ ｏ ｉ ｓ ｏ ｅ ｖ ｔｌｗ ｓｅ ａｅ ｎｒ ｕ ｅ ． ｅ ｔ ｏ ｈ ｐ ｌ ｗａ ｏ ｐｅｒａｍｅ ｔ ｔｏ ｓａ ｄａ ｓ ｒｔ ｎｃ ｐ ｃｔ ｏ ａｉｕ ｌａ ｒ ｉｃ ｓｅ ． ｈ ｄ ｏ ｔ ｎｅｆｃ， ｆ ｃｉｇｆｃｏｓ ｒｔ ｔ ｎ ｈ ｄ ｎ ｄ ｏｐ ｉ ａ ａ ｉ ｆ ｒ ｓａｇ ｅｗｅｅｄｓ ｕｓ ｄ Ｔ ｅａ ｓｒ ｉ ｆ ｔ ａｆ ｔｎ ｔｒ， ｅ ｍｅ ｏ ｙ ｖ ｏ ｐ ｏ ｅ ｅ ａ ｍｅ ｈ ｎｓ ａ ｄｒｇ ｌｔ ｎｏ ｌａ ｄ ｏ ｔ ｎ ｗ ｒ ｅ ｅａｉ ｄ Ｆｎ ｌ ， ｈ ｐ ｌ ａｉｎｐ ｏｐ ｃｓｏ ｌａ ｎｔｅｄｓ ｏａ ｆ ｃ ａ ｉｍ ｎ ｅｕａｉ ｆ ｇｅａ ｓｒ ｉ ｅｅｇ ｎ ｒ ｚ ． ｉａｌ ｔｅａ ｐｉ ｔ ｒｓｅ ｔ ｆａｇ ｅｉ ｈ ｉｐ ｓｌ ｏ ａ ｐ ｏ ｌ ｅ ｙ ｃ ｏ ｏ
藻类在环境污染治理中的应用及其作用原理
藻类在环境污染治理中的应用及其作用原理藻类是一类广泛存在于水体中的微生物，具有高生物群落多样性和生物活性，可以有效地处理环境污染问题。
下面将从藻类在水体富营养化治理、重金属治理和废水处理等方面的应用及其作用原理进行详细介绍。
首先，藻类在水体富营养化治理中的应用。
水体富营养化是指水体中氮、磷等营养物质过多积累，导致藻类大量繁殖，形成藻华。
藻类通过光合作用可以吸收大量的营养物质，并将其转化为植物生长所需的有机物和氧气。
同时，藻类可以将水体中的有机有毒物质转化为无毒物质，达到净化水体的效果。
此外，藻类还可以通过高密度生物反应器等方法有效去除水体中的营养物质。
通过这些方式，藻类可以减少水体中的富营养化现象，恢复水体的生态平衡。
其次，藻类在重金属治理中的应用。
重金属是一类有害物质，具有累积性和毒性，对人体和其他生物产生严重的危害。
藻类可以通过吸附、离子交换和还原等作用去除水体中的重金属污染物。
藻类表面具有丰富的官能团，可以有效吸附重金属离子，降低水体中的重金属浓度。
同时，藻类体内的酵素和代谢产物可以与重金属形成络合物，减少重金属的毒性。
一些特殊的藻类还具有还原重金属离子的能力，将其转化为无毒物质。
通过这些方式，藻类可以降低水体中重金属污染物的浓度和毒性，净化水体环境。
再次，藻类在废水处理中的应用。
废水中含有大量的有机和无机物质，对环境和人体健康造成严重威胁。
藻类可以利用废水中的有机物质作为碳源生长，吸收有机物质和无机离子，并将其转化为藻体和氧气。
同时，藻类还可以分解废水中的有机物质，降解底泥中的富营养物质。
此外，藻类的生长需要大量的氮和磷等营养物质，可以从废水中去除这些营养物质，达到净化废水的效果。
通过这些方式，藻类可以有效地处理废水，减少废水对环境的污染。
藻类在环境污染治理中的应用作用原理主要包括光合作用吸收营养物质、生物吸附重金属离子、降解有机物质和去除废水中的营养物质。
藻类通过光合作用吸收大量的营养物质，减少水体中的富营养化现象。
藻类去除水体中重金属的机理及应用
第8期
支田田等
藻类去除水体中重金属的机理及应用
·1783·
1
引言
水资 源 是 人 类 生 存 不 可 或 缺 的 自 然 资 源， 但是
量低浓度的废水 时， 费 用 昂 贵， 不 适 合 大 规 模 应 用。 尽管活性炭吸附法 是 一 种 较 有 效 的 吸 附 法， 但是一 般使用的粉末状活 性 炭 价 格 便 宜 但 再 生 困 难， 无法 重复利用， 而颗粒状 活 性 炭 可 再 生 利 用 但 价 格 较 昂 贵
收稿： 2010 年 10 月，收修改稿： 2010 年 12 月
* 国家自然科学基金项目（ No． 21076177 ） 、 教育部博士 点 基 金 项 目 （ No． 200803350077 ） 、 中央高校基本科研业务费专项资 金项目（ No． 2009QNA6007 ，KYJD09011 ） 和浙江省自然科学基金项目（ No． Y4100222 ） 资助 ＊＊ Corresponding author e-mail ： chenglihua@ zju． edu． cn
［3 ，4］
的水平应低于
0. 05mg / L 。 国家已把“重 金 属 污 染 防 治 ” 摆在更加
。 藻类来源广泛， 在水体中很容易观 察 到， 常
用于水体污染的 监 测 。 最 早 在 研 究 毒 理 学 时， 发现 藻类对重金属有富集作用 。 人们通过研究藻类对重 提出将藻类用于生物修复重金属 金属的耐性机制， 污染的水体 。 同 时 ， 更 多 研 究 发 现， 死亡藻体也能 并且具有 够通过多 种 物 理 化 学 机 制 吸 附 重 金 属， 较高的吸附 能 力， 如 Sargassum sp． 对 实 际 废 水 中 Cu 的 吸 附 容 量 是 商 品 化 活 性 炭 的 6 倍［4］ 。 活 藻 体
羊栖菜干藻作为生物吸附剂用于去除电镀废水中的重金属
羊栖菜干藻作为生物吸附剂用于去除电镀废水中的重金属林金霞;黄小娜;夏建荣;王嘉雯;黄玲辉【摘要】藻类作为一种生物吸附剂用于去除水溶液中单种重金属离子,具有较好的效果,但对共存的多种金属离子去除则相对复杂.本实验利用碱预处理后的羊栖菜藻粉作为海藻吸附剂,研究了不同环境条件对其去除电镀废水中重金属离子[Zn(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Ni(Ⅱ)]的影响,并通过电镜观察和红外光谱分析其对重金属离子的吸附机理.结果发现,pH 2时Cr(Ⅵ)去除率最高,在pH 6～9时,Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的去除率较高.海藻吸附剂在低剂量(2～4 g/L)投加时,4种重金属的去除率均有不同程度的增加,大于4 g/L时,去除率不再增加.Zn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附在25 min左右达到平衡,Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)稍慢;温度对海藻吸附剂去除Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cr(VI)和Ni(Ⅱ)的影响并不明显.Langmuir模型能更好地描述海藻吸附剂对4种重金属离子的吸附行为,表明它们属于单分子层吸附,海藻吸附剂对Cr(Ⅵ)和Ni(Ⅱ)的最大吸附容量明显高于Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ).准二级吸附动力学方程能更好地描述吸附过程,说明吸附方式以化学吸附为主.吸附前后海藻吸附剂的红外光谱分析表明,对重金属的生物吸附主要与羧基有关.研究表明,海藻吸附剂对电镀废水中Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Ni(Ⅱ)都具有一定的去除效果.【期刊名称】《水产学报》【年(卷),期】2018(042)012【总页数】9页(P1988-1996)【关键词】羊栖菜;电镀废水;生物吸附;吸附动力学;吸附等温线【作者】林金霞;黄小娜;夏建荣;王嘉雯;黄玲辉【作者单位】广州大学环境科学与工程学院,广东广州 510006;广州大学环境科学与工程学院,广东广州 510006;广州大学环境科学与工程学院,广东广州 510006;广州大学环境科学与工程学院,广东广州 510006;广州大学环境科学与工程学院,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】X703;S917.3电镀废水是一种含多种重金属的高毒废水，具有强烈的致癌性，会对生态环境和人类健康造成严重影响。
污水处理中的重金属去除与处理方法
污水处理中的重金属去除与处理方法污水处理是一项重要的环境保护措施，而重金属是其中一个严重的污染物。
本文将探讨污水处理中的重金属去除与处理方法，以期提供一些可行的解决方案。
一、重金属的危害与来源重金属是指比较密度大于5g/cm³的金属元素，如铅、镉、汞等。
它们在环境中的积累会引起水体、土壤甚至食物链的污染，对人类健康和生态系统造成严重威胁。
重金属的主要来源包括工业废水、农业面源污染和生活污水等。
二、物理化学法去除重金属1. 沉淀法：通过调节污水pH值使重金属离子转变为沉淀物，利用其比重大于水体而使其沉淀。
2. 吸附法：利用吸附剂如活性炭、离子交换树脂等物质的吸附性能去除重金属离子。
3. 离子交换法：靠离子交换剂与重金属离子之间的离子交换作用实现去除效果。
4. 气浮法：通过向污水中加入微小气泡，使重金属颗粒与气泡结合而上浮，从而达到去除的目的。
三、生物吸附与生物还原法去除重金属1. 生物吸附法：利用活体微生物、生物膜或生物质材料对重金属进行吸附去除。
如利用藻类、菌类等微生物对重金属进行吸附和固定。
2. 生物还原法：通过微生物作用将重金属离子还原成金属沉淀，实现去除重金属的目的。
如利用硫酸还原细菌进行重金属的脱毒。
四、化学还原与电化学法去除重金属1. 化学还原法：采用还原剂与重金属离子发生化学反应，将其还原成金属沉淀。
如利用明矾、硫氰酸钠等还原剂。
2. 电化学法：通过电极反应去除重金属离子，如电解法、电渗析法等。
五、膜分离与综合处理方法1. 膜分离法：利用膜的选择性透过性，将重金属离子与其他物质分离开来。
如逆渗透、超滤、离子选择性膜等方法。
2. 综合处理方法：将不同的去除手段结合起来，以提高去除重金属的效果和经济性。
如化学-生物联用法、生物-膜联用法等。
六、重金属处理后的处置处理后的重金属如果达到一定标准，可以用于农业土壤改良、钢铁生产等行业。
但对于高浓度重金属废物，需要进行专门的处置，如固定化处理、焚烧处理等方法。
微藻修复水体中重金属的机理
3.微藻修复水体中重金属的机理微藻修复水体中重金属的机理实为微藻对重金属的生物吸附。
3.1其主要过程：胞内的结合与沉淀胞外的吸收与转化1）微藻细胞内的金属络合物研究表明, 重金属能诱导高等植物合成螯合重金属的蛋白, 同超富集高等植物一样,金属硫蛋白(MT) 、植物螯合肽( PC) 等重金属结合蛋白也陆续在藻类中发现. 藻类通过诱导产生金属络合物把有害的离子形式转变为无害的蛋白结合形式, 从而能够耐受环境中的重金属。
（藻类中也含金属硫蛋白(MT) 、植物螯合肽( PC) 等重金属结合蛋白，将有害的离子形式转变为无害的蛋白结合形式,）2）胞外产物的吸附作用除了细胞壁的特殊结构外, 藻类通常还会向周围水体中排泄或分泌大量有机物藻酸盐, 藻类胞外产物主要由糖类、果胶质等大分子物质组成.与细胞壁内的有机物一样, 该胞外产物也能络合金属离子,即通过与重金属形成缔合物或络合物, 附着在群体细胞的胶质外鞘上被改变形态, 使金属离子不能进入细胞内部, 从而降低污水中游离态的重金属离子含量, 实现解毒功能。
（藻类胞外产物：藻酸盐。
与重金属形成缔合物或络合物, 附着在群体细胞的胶质外鞘上被改变形态, 使金属离子不能进入细胞内部, 从而降低污水中游离态的重金属离子含量。
藻酸盐是由β-D 甘露糖醛酸(M) 及α-L - 古洛糖醛酸( G) 两种酸性单糖无序排列的线型缩合高聚物。
其中所含的羟基、氨基、羧基等在络合中起重要作用。
）3.2.物理化学作用：表面络合作用离子交换氧化还原微沉淀物理吸附1）微藻细胞结构与功能的相适应性：①藻类细胞壁是由纤维素、果胶质、藻酸铵岩藻多糖和聚半乳糖硫酸酯等多层微纤维组成的多孔结构（有利于物理吸附）, 具有较大的表面积。
②细胞壁上的多糖、蛋白质、磷脂等多聚复合体给藻类提供了大量可以与金属离子结合的官能团( 如氨基、硫基、巯基、羧基、羰基、咪唑基、磷酸根、硫酸根、酚、羟基、醛基和酰氨基等) 这些官能团能合理排列在具有较大表面积的藻类细胞壁上, 与金属离子充分接触. 其中有些可以失去质子而带负电荷, 靠静电引力吸附金属离子进行离子交换; 有的带孤对电子, 可与金属离子形成配位键而络合吸附金属离子。
固定化藻类去除废水中重金属研究进展
Ｃ Ｅ ａ Ｈ ＮＧ Ｑｎ ｍｅ ，Ｇ Ｇ Ｙ ｎ Ｈ Ｎ Ｃ ｎ ，Ｚ Ａ ｉｇ ｉ ＯＮ ａ
水 处理 的 重 点 和 难 点 ， 决 上 述技 术 难题 是 固 定化 藻类 技 术 处 理 重 金 属 废 水规 模 化 发展 的 关键 。 解 关 键 词 ：藻类 ；固定化 ；重金 属 ；生 物吸 附 中图 分 类 号 ： ７ Ｘ １２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ３ ５ １ （０ ８ ０ — ０ ２ ０ １０ — ７ ０ ２ ０ ）６ ０４ — ５
（ ． ｎ ｎＡｃｄ ｍｙｏ ｎ ｉ ｎ ｎａ ｒｔｃｉ ｃｅｃ ｓ ｈ ｎ ｓａ４ ０ ０ １ Ｈｕ ａ ａ ｅ ｆＥ ｖｒ ｍｅ ｔｌ ｏｅ ｔ ｎ Ｓ ｉｎ ｅ ，Ｃ ａ ｇｈ ０ ４，Ｃ ｉａ ｏ Ｐ ｏ １ ｈｎ ；
２ ｈｎｓａＵ ｉ ｒ ｔ ｏ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌ ｙ Ｃ ａｇｈ １０ ６ ｈｎ ） ．Ｃ ａｇ ｎｖ ｓｙ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｈｎｓａ ７ ，Ｃ ｉａ ｈ ｅ ｉ Ｓ ｅ ｏ ４０
湖 南林业 科技 ２０ 年第 ３ 卷第６ ０８ ５ 期
醯 究报 告
固定化 藻类 去除废水 中重金属研究进展
陈 灿 ，张青梅 艳 ，龚
（． １湖南省环境保 护科学研究院 ， 湖南 长沙 ４０ ０ ； ２ 长沙理工大学 ， １０ ４ ． 湖南 长沙 ４０ ７ ） １０ ６
摘
要： 近年 来， 利用固定化藻类去除废水中的重金属 因其有 效、 低廉 、 别是能处理低 浓度废水 引起 了广 泛重视 。 特
养殖渔业工作中的养殖场水体重金属去除技术
养殖渔业工作中的养殖场水体重金属去除技术近年来，养殖渔业在我国的发展速度迅猛。
然而，养殖过程中养殖场水体中重金属的积累成为了一个令人担忧的问题。
重金属对水生生物和人类健康造成了严重的威胁。
因此，养殖场水体中重金属的去除技术显得尤为重要。
本文将介绍一些常用的养殖场水体重金属去除技术。
一、生物吸附技术生物吸附技术通过利用一些具有吸附能力的生物材料，如菇类、藻类和细菌等，将水体中的重金属吸附到生物表面，从而达到去除重金属的目的。
这种技术具有成本低、操作简单、效果显著等优点。
例如，银耳是一种常见的食用菌，它具有良好的吸附重金属的能力，可以被用于处理养殖场水体中的重金属。
二、化学沉淀技术化学沉淀技术是通过加入一定量的沉淀剂，如氢氧化钙、硫化钠等，使水体中的重金属形成沉淀，从而去除重金属。
该技术具有去除效果稳定、操作简便的特点。
然而，该技术在处理大规模养殖场水体中的重金属时可能会产生大量的沉积物，需要合理处理。
三、电化学技术电化学技术是利用电化学反应原理去除水体中的重金属。
该技术通过电解槽中的阳极和阴极，引发氧化还原反应，将重金属从水体中析出。
这种技术不仅适用于处理养殖场水体中的重金属，还可以应用于其他工业废水处理领域。
然而，该技术的设备成本较高，操作较为复杂，需要专业人员进行维护。
四、吸附剂材料技术吸附剂材料技术是通过加入一定量的吸附剂材料，如活性炭、氧化铁等，将水体中的重金属吸附到材料表面，达到去除重金属的效果。
该技术具有高效、环保、经济的特点。
例如，活性炭是一种常见的吸附剂材料，可以应用于养殖场水体中的重金属去除。
五、膜分离技术膜分离技术是通过使用一些特殊的薄膜材料，如反渗透膜、超滤膜等，将水体中的重金属分离出来。
该技术具有高效、节能、操作简单等优点。
然而，膜分离技术的设备成本较高，需要定期更换膜材料。
总之，养殖渔业工作中的养殖场水体重金属去除技术具有多种方法。
选择合适的技术需要结合实际情况进行考虑，包括养殖场水体的特点、污染程度以及经济成本等因素。
藻类吸附重金属的研究进展_张永亮
藻类在对重金属的吸附是个复杂的物理 、化 学和生物过程 。宏观上讲 ,影响藻类吸附量的主 要因素有 p H 值 、共存离子含量 、吸附时间 、预处 理等 ,还包括生物吸附剂和被吸附的离子本身的 物理化学性质以及操作环境 。
离子交换作用主要是溶液中的金属离子置换 出藻类细胞壁上的质子 ,一些金属离子则靠静电 引力或靠细胞壁提供的配位键吸附在细胞壁表 面 。离子交换机理最能反应藻类生物吸附的实际 过程 ,多糖中的藻酸盐与硫酸盐具有显著的离子 交换能力[27 ]4316 。
人们很早就发现褐藻在金属离子与细胞表面 的藻酸盐之间有离子交换发生 。将马尾藻细胞表 面的羧基位点部分或者完全酯化后 ,发现该藻对 Cd2 + ,Cu2 + , Al3 + 的 吸 附 量 大 大 降 低[28 ] 。Cho2 jnacka 等[29] 以螺旋藻为材料 ,化学修饰其细胞壁 上羧基和磷酸基后 ,发现螺旋藻吸附能力降低了 61 % ,离子交换能力下降了 62 % ;进一步研究认 为 ,螺旋藻离子交换的主要官能团是羧基和磺酸 根 。Raize 等[30 ] 用褐海藻吸附 Ni2 + 时发现 ,吸附 后的细胞壁中 Ca2 + , Mg2 + 浓度大量降低 , 说 明 Ni2 + 与细胞壁上的 Ca2 + , Mg2 + 发生了交换 。X 光谱分析发现 Ni2 + 与细胞壁上含氧官能团羧基 发生了作用 。研究者认为 ,这些离子在细胞培养 过程中多少会吸附在细胞表面的酸性功能基团 上 ,当高浓度的重金属离子存在时 ,就会发生阳离 子交换 。不过要完全解释藻细胞和金属离子的结 合机制 ,准确地说还应该包括物化机制 ,如静电 力 、范德华力 、离子键和共价键等[27 ]4320 。
工业废水中金属离子的去除方法
1化学沉淀化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法，包括中和沉法和硫化物沉淀法等。
中和沉淀法在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。
中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。
实践证明在操作中需要注意以下几点：1）中和沉淀后，废水中若pH值高，需要中和处理后才可排放；2）废水中常常有多种重金属共存，当废水中含有Zn、Pb、Sn、AI等两性金属时，pH值偏高，可能有再溶解倾向，因此要严格控制pH值，实行分段沉淀；3）废水中有些阴离子如：卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物，因此要在中和之前需经过预处理；4）有些颗粒小，不易沉淀，则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。
硫化物沉淀法力叭硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀后从废水中去除的方法。
与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，反应时最佳pH值在7—9之间，处理后的废水不用中和。
硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀物颗粒小，易形成胶体；硫化物沉淀剂本身在水中残留，遇酸生成硫化氢气体，产生二次污染。
为了防止二次污染问题，英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法，即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子（该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高）。
由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解，这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来，同时能够有效地避免硫化氢的生成和硫化物离子残留的问题。
2氧化还原处理化学还原法电镀废水中的Cr主要以Cr6+离子形态存在，因此向废水中投加还原剂将Cr6+还原成微毒的Cr3 +后，投加石灰或NaOH产生Cr OH）3沉淀分离去除。
化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一，在我国有着广泛的应用，其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。
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藻类吸附法去除废水中的重金属
作者：何子常;吴锐坤
来源：《价值工程》2010年第06期
摘要:介绍了藻类吸附法处理重金属废水的研究现状, 讨论了不同藻类的预处理方法和吸附能力, 总结了藻类吸附水中重金属的效果、影响因素、机理和规律, 展望了藻类在重金属废水处理中的应用前景。
Abstract: Current research of Wastewater Treatment with Algae adsorption is introduced and the pretreatment of different algae and adsorption capacity are discussed with the effect of algae adsorb heavy metals, influencing factors, mechanism and laws of the prospect of algae in the heavy metal are summed up in the paper, finally, wastewater treatment application prospects are looked ahead.
关键词:藻类;生物吸附;重金属;废水
Key words: algae;biosorption;heavy metals;waste water
中图分类号:S70文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)06-0060-01
0引言
藻类大致可以分为褐藻门、蓝藻门、红藻门、绿藻门四个门类及墨角藻属、囊叶藻属、鞘颤藻属、马尾藻属、松藻属、乳节藻属、巨藻属、昆布属、海带属、小球藻属、角叉菜属、螺旋藻属、红皮藻属、刚毛藻属等属类。
藻类的细胞壁由多糖、蛋白质和脂类组成,具有粘性, 带一定的负电荷,可提供氨基、酰氨基、羰基、醛基、羟基、硫醇、硫醚、咪唑、磷酸根和硫酸根等官能团与金属离子结合。
此外,其细胞膜是具有高度选择性的半透性膜,因此,藻类可以富集许多金属离子。
1藻类的预处理
在用藻类吸附重金属离子之前,通常要对藻类进行预处理,主要有物理加工、简单化学处理和化学改性等三种。
1.1 物理加工物理加工主要为干燥、粉碎。
干燥会不同程度地改变藻类的组成,破坏藻类的结构。
干燥温度不宜太高,一般应低于100℃,尤以日晒和冷冻干燥为好。
粉碎增加了海藻的比表面积,从而能够增加其对重金属的吸附量,加快吸附速率。
Gupta等[1]先将水棉绿藻用蒸馏水清洗干净,然后在太阳下干燥6h,再将其粉碎并筛选出尺寸在2~3mm之间的作为吸附剂,发现其对Cr6+的吸附量较大。
Williams等[2]先将巨大昆布晒干,去除其中的砂粒和石头,然后用钉锤碾
碎,筛选出尺寸在0.5~1.0mm之间的作为吸附剂,实验结果表明其对Cu3+、Ni+和Cd2+的吸附效果都较好。
1.2 简单化学处理简单化学处理主要是用HCl或有机物浸泡。
HCl或一些有机溶剂可以洗掉海藻上吸附的Ca2+,Mg2+,Na+,从而增加藻类的吸附点,有利于吸附。
Yang等[1]将马尾藻粉碎,选取尺寸在1.0~1.4mm之间的作为吸附剂,并用0.1mol·L-1的HCl浸泡3h,然后用去离子水洗涤,最后在40~60℃的烤箱中烘干。
实验结果表明,用预处理后的马尾藻处理含铀酰离子(UO22+)废水,在前15min内UO22+的去除率就达到70%~80%。
1.3 化学改性化学改性的目的在于改善藻类的机械性能和化学稳定性,因为天然藻类非常柔软,较易破碎、降解、腐烂。
Lee等[1]将马尾藻加入甲醛和HCl的混合溶液中,在室温下轻微搅拌4h后将其过滤出来,并先后用蒸馏水、3%的碳酸钠、蒸馏水冲洗,再在60℃的条件下烘干。
实验结果表明,改性后的马尾藻对Al3+,Ca2+,Mg2+,Na+的吸附量远大于未经改性的马尾藻。
2藻类对重金属的吸附效果与影响因素
2.1 吸附效果藻类对各种重金属离子都具有较大的吸附量。
2.2 影响因素影响藻类吸附量的主要因素有pH值、吸附时间、共存离子含量和重金属离
子初始浓度等。
2.2.1 pH值的影响。
pH值影响细胞壁上的各种基因的性质,且pH值低时,氢离子会与重金属产生竞争吸附。
赵玲等[2]用海洋原甲藻吸附水中的Cu2+,Pb2+和Zn2+,当pH值低于2.0时,吸附微弱;在pH值为
3.0~5.0时,原甲藻对Cu2+,Pb2+和Zn2+的吸附量随pH值升高而迅速增大。
用马尾藻吸附UO22+,最佳pH值为4左右。
2.2.2 吸附时间的影响。
吸附时间是影响吸附量的又一重要因素。
藻类吸附重金属离子一
般分为两个阶段:第一阶段为物理吸附,速度较快;第二阶段的吸附是一个能量驱动的新陈代谢过程,受到能量多少(如糖份)和阻止新陈代谢过程的物质(如毒性物质KCN等)的影响,速度较慢。
用马尾藻吸附Al3+,前60s的吸附速率最快。
用赤潮藻吸附重金属离子,在30min内即可达到吸附平衡。
用水棉绿藻吸附Cr6+,在2h后Cr6+的去除率达到96%。
Klimmek等[1]用鞘颤藻吸附Pb2+和Cd2+,在前5min内对Pb2+和Cd2+的吸附量就达到饱和吸附量的90%,在30min后达到吸附平衡。
2.2.3 共存离子的影响。
溶液中的共存离子是影响吸附量的第三个重要因素。
在系统中欲
被分离出的金属离子称为目标离子,在溶液中,其它金属离子和目标离子都有可能结合到吸附位点上,这些其它金属离子称为竞争性阳离子。
竞争性阳离子对吸附位点的占据会使目标离子的
吸附量下降。
各竞争性阳离子与吸附位点之间亲和力的不同,它们对目标离子影响的能力也不
一样。
同一种竞争性阳离子对具体目标重金属离子的影响是不同的。
Williams等的试验表明,当溶液中同时存在Cu2+,Cd2+和Ni2+时,巨大昆布对Cu2+的吸附量比溶液中只有Cu2+时的小。
2.2.4 重金属离子的初始浓度的影响。
另外,由于藻类吸附重金属离子为非均相的固液反应,反应主要在固液界面进行,故吸附还受到参与反应的重金属离子的初始浓度的影响。
3藻类吸附重金属的机理与规律
藻类吸附机理主要包括离子交换、表面络合反应和特殊基团的静电吸附等。
赵玲等证实重金属离子不仅与原甲藻发生离子交换,而且与原甲藻细胞壁上的酰氨基和羟基进行共价结合。
Gupta等用水棉绿藻吸附Cr6+,在pH值小于3时离子交换起到了主要作用,而当pH值大于3时则主要是靠吸附剂表面基团的物理吸附。
4结语
藻类吸附法处理重金属废水具有高效、经济、简便、选择性好的优点,特别是对于一些传统方法不能有效处理的低浓度重金属废水有着独特的应用价值。
此外,通过改性处理,可进一步提高藻类的吸附效率和选择性,因此它是一种极有发展前途的处理含重金属废水的技术。
值得一提的是,除了一些个别的应用以外,大多数利用藻类吸附剂的处理方法均处于实验阶段,在实用化或工业化应用上还有许多问题有待研究,如处理量少、周期较长、废水往往需要预处理等。
但通过不断的研究和改进,藻类富集技术将成为一项高效而实用的废水生物处理技术,从而在废水处理实际应用中发挥出其巨大的潜力。
参考文献:
[1]GuptaVK,Shrivastava A K,Jain N.Biosorption of chromium(Ⅵ)from aqueous solutions by green algae spirogyra species[J].Water Research,2001,35(17):4079-4085.
[2]吴海锁,张洪玲,张爱茜,等.小球藻吸附重金属离子的试验研究[J].环境化
学,2004,23(2);173-177.。