刚果红

水溶液中活性硫化过的污泥对刚果红吸附的特性，动力学和热力学

摘要厌氧活性的硫化过的污泥对纺织染料刚果红的吸附动力学和热力学的研究。对不同

的吸附参数，如pH值，温度，接触时间和染料初始浓度对吸附容量的影响进行了研究。

硫化过的污泥表现出一种染料238.90毫克/克在1000 mg/L的染料初始浓度对刚果红

细胞吸附密度最大，pH值3.5和22 C，这是高于许多其他吸附剂的文献报道。的吸附过程符合朗格缪尔等温线和展出伪二阶速率动力学。的热力学参数表明吸附刚果红的

自发的和放热的性质。采用傅里叶变换红外光谱显示的染料的相互作用与生物量。扫

描电子显微镜表明，污泥的表面形态的重大变化后的染料吸附。这些结果表明，硫化

过的污泥量是一个有吸引力的选择低成本的生物吸附剂用于从含水介质中除去的染料。关键词生物吸附法刚果红等温线热力学硫化过的污泥

引言

从许多行业如纺织，造纸，印染废水，化妆品含有大量的有害染料。在水中的少量的

染料的可见。染料废水进入水体不仅具有审美的影响放电也会影响水生生物因为几个

染料是有毒的，致突变或致癌（威斯伯格2002）。因此，染料的去除是通过这些行业所面临的最困难的要求。偶氮染料含有60%以上的染料在纺织工业（该和斯蓬扎宫2005）。阴离子活性染料和酸性染料的水溶性，是最有问题的。因此，很难将他们通

过传统的污水处理系统。

有害污染物的吸附是去除染料的市政和工业废水处理的一个有吸引力的技术。大量低

成本吸附剂，包括真菌生物，酵母，藻类生物量，植物废物，纤维，水果废物，壳聚

糖和农业废弃物，已被评估用于去除废水中的染料（Chatterjee等人。2007汉等人。2008）。另一方面，出现了连续调查旨在开发更好的和更容易获得的生物材料。

现有的许多低成本吸附剂中，好氧和厌氧活性污泥用于家庭和工业废水处理是一种最

经济、最丰富的材料，全世界每年生产数百万吨。活性污泥法是一个有吸引力的新型

吸附材料。免费的可用性和活性污泥法高吸附容量已归因于大量的微生物的细胞壁结

合位点的存在是因为他们主要由多糖，蛋白质和脂类。在过去的几年中，一些研究报

告潜在的应用干的好氧和厌氧从不同的染料废水和其他有害物质的吸附污泥（癌等。2009局等。奥特罗等人，2008。2003。近年来，一些研究人员已经研究了生活污水

厌氧活性污泥生物吸附法处理潜在的（邱等人。2012王等人。2006）。

在污水处理厂中，厌氧污泥的吸附和生物降解的优点结合起来，以提高去除效率。虽

然已经有越来越多的厌氧降解染料的研究，很少是关于吸附能力和吸附机理认识。对

污染物的吸附到厌氧污泥的信息是重要的不只是自己的污染物去除，而且对生物处理

系统的建模（邱等人。2012）。因此，有进一步的研究来评估最容易和常用的活性厌

氧生物去除染料和确定的吸附过程的机制的潜在需要。厌氧的硫酸盐还原菌（SRB）

社区是活性污泥法处理硫酸盐丰富的纺织废水通常观察到的（拉苏尔等人。2013）据

作者所知，有没有报告对染料的吸附到SRB污泥。

本研究基于联苯胺阴离子氮去除SRB污泥吸附潜力纺织染料刚果红（CR）从水溶液。

SRB污泥作为一种新的用于去除不同操作条件下的吸附性能进行了研究，并对实验结果进

行分析，利用动力学，平衡和热力学模型。目前的工作进行了在2012三月在韩国庆北国

立大学一月2013。

材料和方法

生物吸附剂和染料溶液的制备

在这项研究中使用的SRB混合文化丰富，从厌氧消化污泥在韩国的城市污水处理厂。邮资的B培养基制备活性SRB文化（Postgate 1984）。介质包括（g/L）K

HPO4

2

0.5 ，NH4Cl 1.0，CaSO4 1.0，FeSO4·7H2O 0.5，乳酸钠3.5，MgSO4·7H2O

2.0，酵母膏1.0，抗坏血酸0.1和巯基乙酸0.1。硫酸钠和乳酸钠作为硫酸盐和碳源，分别。介质的pH最初调整约7.5与N NaOH溶液和heatsterilized在15磅和

120 C 20分钟。介质的清除与高纯度氮气维持厌氧条件下接种前。文化保持在1升瓶在35 C在旋转摇床转速110 rpm。发达的文化代进一步每星期。发黑的媒体表明硫酸盐还原和硫化生产。生物量收获成长阶段，用蒸馏水彻底清洗去除表面可溶性离子。

这个过程被重复三次确认生物量的有效清洗，最后被用于吸附的研究，使挥发性悬浮

固体（VSS）的9 g / L的硫化过的生物量储存在冰箱中4 C直到所需浓度。

铬染料是从西格玛购买奥德里奇（韩国）和用于接收。股票溶液（1000毫克/升）的制备溶解所需的染料在蒸馏水的数量和存放在冰箱在4 C直到需要。用蒸馏水稀释原液

制备所需浓度测试解决方案。

批量实验

批处理吸附实验是在250毫升玻璃锥形瓶进行。所有批次实验进行了通过添加

厌氧SRB污泥5毫升至100毫升的染料溶液含有100毫克/升、批量研究是在

一个恒定的初始pH值3.5和110的转速控制温度22 C在摇床下进行。pH值

是用0.1 M NaOH和0.1 M HCl溶液调整。温度对吸附容量的影响进行了研究以上

的温度范围22–50 C。通过不同的染料初始浓度对吸附了染料浓度的影响（100，200，300，500，700和1000毫克/升）。平衡的研究进行了150分钟的平衡时间进行了测定。该样品在预先确定的时间间隔，以5000 rpm离心10分钟，取上清液分析溶液的残余

染料。所有的研究进行了一式三份，和平均值报告。

分析方法

染料在紫外可见光谱测定–吸附浓度（日立u-2800）在染料的最大可见吸收波长（498 nm）。脱色是通过关联在此波长的吸光度定量。染料的吸附污泥量计算不同初始浓度和细胞培养上清中的最终浓度，使用下面的公式计算：

（1）

在CI和CF分别为最初和最后的染料浓度。V是染料溶液的体积（L）和M是污泥的VSS生物质作为大众（G），这是根据标准方法测定（α1998）。零电荷点（PZC）

厌氧SRB污泥固体加入法测定如前所述（ofomaja等人。2009）。

表面形貌表征和FTIR分析

扫描电子显微镜（SEM，s-4300日立（日本））进行观察的形态和表面之前和之后的染料吸附的污泥生物量结构。的样品的SEM成像，使用下面的过程来完成的。细胞用2%戊二醛固定，在室温下24小时，然后用0.1 M磷酸缓冲液（pH值7.4）清洗。然

后将样品允许完全干燥的室温下2天，然后涂有铂溅射。

硫化过的生物功能基团，通过傅立叶变换红外光谱研究了结合位点和他们参与吸附的

存在（红外光谱，光谱100，珀金埃尔默，美国）光谱。为污泥样品，10毫升的样品

在吸附平衡后，被以5000 rpm离心10分钟。上清液被浪费了，和污泥量进行红外光

谱分析。吸附之前和之后都记录在区域400–4000 cm-1处的红外光谱与SBR污泥，

制备的样品在KBr压片在高压力。

结果与讨论

pH值的影响

铬从红色变为深蓝色的在pH 2，和原始的红的颜色是不同的在pH [ 10（somasekhara等人。2012。铬发生质子化过程在酸性溶液中由于结合的阳离子对萘偶氮基团的染料的氮原子的未共用电子对。质子化过程的结果在两个不同的共振结构

的铵和偶氮离子（邦安ˆ等人。2006。该染料溶液的初始pH值对最大可见吸收波长低于3.5的pH值有显著影响，但在染料分子的化学结构的改变没有发生在pH范围

3.55–10.95（Sara和德2012）。在这项研究中，范围在3.5–10考察了溶液初始pH

对吸附的影响。的染料从82.64下降到35.63毫克/ g染料初始pH值从3.5增加至10，细胞吸附。有效的pH为3.5和用于进一步研究。PZC SRB污泥是在pH值2.8。当

pH值低于PZC的生物量对污泥生物整体的表面电荷是正。在低pH值，在厌氧SRB

污泥表面获得丰富的正电荷吸附H？从酸性溶液中的离子。Cr是一种酸性染料和含有

带负电荷（–SO3磺化组–Na？）一个显着的强的静电吸引力，带负电荷的染料分子与带正电荷的表面点之间。在较高的pH值，过羟基离子可能与正吸附阴离子染料的竞争，导致吸附容量减少。对于Cr对椰壳纤维的吸附也观察到这种现象，废橙皮和松果粉