重金属的生物处理技术.ppt

合集下载

水体重金属污染ppt课件

水体重金属污染ppt课件
例子:nl型逆流再生Na离子交换器
重金属水污染治理方法
膜分离:膜分离的基本原理是在某种推动力作 用下,利用膜的选择透过性进行分离和浓缩。 具有分离效率高、能耗低、无相变、操作简便、 无二次污染、分离产物易于回收、自动化程度 高等优点。目前常见的膜分离过程可分为以下 几种,微滤(Microfiltration,MF)、超滤 (Ultrafiltration,UF)、纳滤(Nanofiltration,UF)、 反渗透(Reverse smosis,RO)、电渗析 (Electrodialysis,ED)等。
电渗析:电渗析是在外加直流电场的作用下, 利 用离子交换膜的选择透过性, 使离子从一部分水 中迁移到另一部分水中的物理化学过程。含 Cu2+、Ni2+、Zn2+和Cr2+等金属离子的废 水都适宜用电渗析处理,其中含镍废水处理技 术最为成熟,
重金属水污染治理方法
气浮法:气浮法是利用气泡的吸附作用进行固 液分离的一种方法。它的基本原理是:设法在水 中通入或产生大量微细气泡,使其附着在固体颗 粒上,由于比重减小而浮至水面,从而获得固液分 离效果。在水处理中用得较多的是压力式气浮 法。其主要原理是在加压情况下,在水中形成空 气过饱和溶液,然后减至常压,此时,溶于水中的 空气呈微细气泡释放出来,并与水中杂质粘附而 上浮。

Y 型 分 子 筛
活性炭
壳聚糖 天然沸石
麦麸
粉煤灰
膨润土
碳纳米管结构
分子筛结构
纳米材料
纳米材料是近年发展起来的一种新型功能材料,由 于其颗粒尺寸的微细化,使得纳米粉体在保持原有 化学性质的同时,还在磁性、光学、催化、化学活 性、吸附等方面表现出奇异的性能,因此倍受人们 的关注。应用于金属离子吸附的纳米材料主要有各 种纳米氧化物、碳纳 米管等。尹洪喜等研究纳米二 氧化钛吸附溶液中镉离子的有效方法 和途径,通过 实验确定了吸附的最佳条件:样品体系在pH=10, 震荡时间9min以上的条件下,纳米二氧化钛对镉离 子的吸附率可达99%。并且吸附在纳米二氧化钛上 的镉离子可以用0.1mol/L的硝酸进行洗脱,洗脱率 在95%以上。姜虎生等从吸附时间、温度、溶液的 pH值方面考 查了纳米氧化锌对废水中重金属混合 液(Cu2+和Cd2+)吸附的影响。研究结果表明:吸 附时间为15min、温度50℃、pH为6时,达到了最 佳吸附 条件,对Cu2+、 Cd2+吸附率分别为98.3% 和98.6%。纳米吸附材料相对于矿物吸附材料以及 工农业废弃物成本较高,但是纳米材料的可再生性 能又是其不可忽略的一个优点。

《生物修复技术》课件

《生物修复技术》课件

生物修复技术
02
利用微生物、水生植物等生物体对水
如利用活性污泥法处理工业废水,利用水生植物净化水体等。
空气污染的生物修复
空气污染的来源
包括工业废气、汽车尾气、燃煤烟气等。
生物修复技术
利用微生物、植物等生物体对空气中的污染物进行吸收、降解和转 化。
实际应用案例
生物反应器修复原理
生物反应器
利用生物反应器中的微生物、植物、动物等生物体对有害物质进 行降解、转化和富集等处理过程。
生物膜反应器
利用生物膜上的微生物对有害物质进行降解和转化。
悬浮生长反应器
利用悬浮在液体中的微生物对有害物质进行降解和转化。
03
生物修复技术的实际应用
Chapter
土壤污染的生物修复
1 2 3
土壤污染的来源
包括工业废弃物、农药化肥残留、重金属等。
生物修复技术
利用微生物、植物等生物体对土壤中的污染物进 行降解、转化和固定,降低或消除污染物的毒性 。
实际应用案例
如利用微生物降解有机污染物,利用植物吸收重 金属等。
水体污染的生物修复
水体污染的来源
01
包括工业废水、生活污水、农业废水等。
适用范围
土壤、水体、空气等环境介质中的污染物治理。
生物修复技术的应用领域
01
02
03
土壤污染治理
修复被重金属、农药等污 染的土壤,促进土壤生态 恢复。
水体污染治理
净化被有机物、重金属等 污染的水体,提高水质。
空气污染治理
降低空气中的有害气体和 颗粒物含量,改善空气质 量。
生物修复技术的发展历程
起源
20世纪80年代,随着环境 保护意识的提高,生物修 复技术开始受到关注。

重金属的生物处理技术

重金属的生物处理技术

4 生物吸附动力学
生物吸附动力学可以分为两个阶段 第一阶段发生在细胞壁表面,主要以物理吸附和离子交换过程为主,进行得很快 第二阶段也称为主动吸附,主要以化学吸附为主,金属离子在这一阶段可以通过主动运输进入细胞内部,需要消耗细胞新陈代谢所产生的能量,进行得很慢 生物吸附金属离子的过程,常用Lagergren准一级速率方程、准二级速率方程来描述,二者都是基于固相吸附容量
生产和使用重金属的主要工业部门
传统的去除重金属技术的优缺点
利用生物技术、即利用微生物、动植物体进行污染修复或治理是当前重金属污染治理研究的主流方向
生物吸附法以其高效、廉价的优点受到关注 利用某些生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离来去除水溶液中金属离子的方法
大量研究结果表明,一些微生物如细菌、真菌、酵母和藻类等对金属有很强的吸附能力
通常所说的生物吸附仅指时或微生物的吸附作用,而微生物活细胞去除金属离子的作用一般成为生物累积。因此生物吸附过程不包括生物的新陈代谢作用和物质的主动运输过程。生物活细胞作吸附剂时,这些作用可能会同时发生
一般认为生物具有的吸附能力与其细胞壁的结构、成分密切相关
01.
大多数研究以重金属阳离子的去除为主
02.
含Mo,Cr等金属的阴离子的吸附可采用壳聚糖颗粒、泥炭和海藻等去除
03.
吸附机理和吸附模型有待完善
6 重金属阴离子的生物吸附
7 重金属污染的植物修复
利用植物对环境进行修复较为经济和易于操作 对重金属污染的修复方式有 植物固定:利用植物及一些添加物质使环境中的金属流动性降低,生物可利用性下降,使金属对生物的毒性降低;不去处重金属离子,只是暂时将其固定不产生毒害 植物挥发:利用植物去除环境中的一些挥发性污染物,转化为气态物质释放到大气中 植物吸收:利用能耐受并积累金属的植物吸收环境中的金属离子,将它们输送并储存在植物体的地上部分

活性炭吸附重金属ppt课件

活性炭吸附重金属ppt课件
在整堂课的教学中,刘教师总是让学 生带着 问题来 学习, 而问题 的设置 具有一 定的梯 度,由 浅入深 ,所提 出的问 题也很 明确
一、研究意义与背景
二、重金属的去除方法 三、活性炭对重金属的吸附 四、吸附剂的改性方法 五、结论
1
在整堂课的教学中,刘教师总是让学 生带着 问题来 学习, 而问题 的设置 具有一 定的梯 度,由 浅入深 ,所提 出的问 题也很 明确
生活饮用水标准
5
在整堂课的教学中,刘教师总是让学 生带着 问题来 学习, 而问题 的设置 具有一 定的梯 度,由 浅入深 ,所提 出的问 题也很 明确
二、重金属的去除方法
6
在整堂课的教学中,刘教师总是让学 生带着 问题来 学习, 而问题 的设置 具有一 定的梯 度,由 浅入深 ,所提 出的问 题也很 明确
9
在整堂课的教学中,刘教师总是让学 生带着 问题来 学习, 而问题 的设置 具有一 定的梯 度,由 浅入深 ,所提 出的问 题也很 明确
二、重金属的去除方法
物理化学法
1、膜分离技术 包括:微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透。 微滤膜为 0.1 m 级别孔径的膜,用来去除悬浮颗粒物、 藻类、细菌等; 超滤膜为 0.01 m 级别的膜,用来去除小的胶体和病毒; 纳滤和反渗透都可以用来去除金属离子,但反渗透去除 体积更小的离子,孔径为 0.01 m 级别和纳米级别。
二、重金属的去除方法
2、重金属捕集剂
重金属捕集剂能与重金属离子发生强力螯合作用,迅速 生成不溶于水、含水量低、易过滤分离的絮状沉淀,从而 去除重金属离子。 3、离子交换法
最常用的离子交换树脂是带有磺酸基团(-SO3H)的酸性树 脂,和带有羧基基团(-COOH)的弱酸性树脂。

污染土壤的生物修复PPT课件

污染土壤的生物修复PPT课件
• 动物修复技术主要包括蚯蚓养殖和线虫控制两种方式。蚯蚓养殖是指利用蚯蚓 来改善土壤结构、提高土壤肥力,从而达到净化土壤的目的;线虫控制是指利 用一些寄生线虫来控制土壤中的病原微生物,从而减少其对土壤的危害。
• 动物修复技术的优点包括改善土壤结构、提高土壤肥力等。但动物修复技术的 缺点是处理周期较长,且对某些重金属污染土壤的处理效果不佳。
技术成熟度
某些生物修复技术仍处于 研究阶段,技术成熟度有 待提高。
影响因素多
生物修复效果受到多种因 素的影响,如污染物特性、 土壤条件、气候条件等。
03 生物修复技术应用
微生物修复技术
微生物修复技术是指利用微生物的生命代谢活动 来减少土壤环境中有毒有害物质的浓度,从而使 土壤环境得到净化和修复的过程。
政府应加大对生物修复技术的政策支 持和资金投入,促进技术的研发和应 用。
建立评价体系
建立生物修复技术的评价体系,制定 相关标准和方法,规范技术的实际应 用。
国际合作与交流
加强国际合作与交流,引进国外先进 技术和管理经验,提高我国生物修复 技术的整体水平。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
微生物修复技术的优点包括处理效果好、适用范 围广、对环境影响小等。但微生物修复技术的缺 点是处理周期较长,且对某些重金属污染土壤的 处理效果不佳。
微生物修复技术主要包括原位修复和异位修复两 种方式。原位修复是在污染场地就地处理,而异 位修复是将污染土壤转运至集中处理场地进行修 复。
微生物修复技术适用于有机物污染、重金属污染 和农药污染等多种类型的土壤修复。其中,有机 物污染土壤的微生物修复技术应用最为广泛。
利用土壤动物(如蚯蚓)对污染物 的抗性和净化能力,实现污染土壤 的治理和生态修复。

(完整版)第五章生物吸附剂与重金属的生物处理

(完整版)第五章生物吸附剂与重金属的生物处理

第五章生物吸附剂与重金属污染的生物处理重金属污染主要来自燃料燃烧、施用农药、采矿冶金以及生产工业无机化学品、颜料、油漆、铀、电镀、石油精炼等的生产废水和废弃物的渗滤液;重金属污染主要指汞、砷、铅、锡、锑、铜、镉、铬、镍、钒等。

这些元素以各种各样的化学形态存在于空气、水体和土壤中。

重金属不仅对水生生物构成威胁,而且可通过食物链积累到较高浓度,并最终危害到人类的健康和生存。

重金属被生物体吸收后,除以单个离子存在外,还可与生物体内的蛋白质、脂肪酸、羧酸及磷酸结合,形成有机酸盐、无机酸盐和螯合物。

重金属在水体中不但不能被生物利用降解,且某些重金属还可在微生物的作用下转化为毒性更强的有机态,如甲基汞。

因此,各国对于重金属的污染均给予了高度重视,并采取水体重金属污染源头控制和工程治理相结合的防治对策。

以往人们对环境中重金属污染治理常采用物理化学方法(吸附、沉淀、离子交换、电解、膜分离、氧化还原等),虽然能够将重金属从水体中去除,但成本较高,且易引起二次污染;当水体中的重金属浓度较低时,不仅去除率不高,还存在运行费用高的问题。

为了满足人们对环境质量日益严格的要求,研究的重点巳集中在新兴的生物环境治理领域---生物吸附技术应用愈来愈受到人们的关注。

生物吸附是利用生物体及其衍生物来吸附水体中重金属的过程。

重金属离子对生物体有很强的毒害作用,超过一定的浓度就会抑制生物生长或使生物体死亡;有些微生物如藻类、细菌、真菌本身或是经过驯化后对重金属有一定的耐受性,能够去除水中重金属离子。

现有的研究表明,与传统的处理方法相比,生物吸附技术具有如下优点:在低浓度下重金属可被选择性地去除;节能、处理效率高;操作时的pH 值和温度条件范围宽;易于分离回收重金属;吸附剂易再生利用。

第一节生物吸附处理重金属污染的原理和机制重金属污染的生物处理技术是利用生物作用、削减、净化土壤和水体中的重金属或降低重金属毒性。

一些重金属离子长期在环境中积累,使得环境中的一些微生物形成了对较强的对重金属污染的耐受性,它们作为特殊的群体在环境中长期存在,它们对重金属产生了一定的抗性。

重金属污染ppt

重金属污染ppt

生活垃圾
重金属污染危害
对土壤环境的危害
对土壤环境的危 害 对水体环境的危 害 对大气环境的危 害
土壤重金属污染在一定时期内 不表现出 对环境的危害性, 对环境的危害性,当其含量超过土壤承受力 或限度,或土壤环境条件变化时, 或限度,或土壤环境条件变化时,重金属有 可能突然活化,引起严重的生态危害, 可能突然活化,引起严重的生态危害,被称 化学定时炸弹” 为 “化学定时炸弹” (Chemical Time Bombs,简称CTBs) CTBs)。 Bombs,简称CTBs)。 通常情况下, 通常情况下,重金属首先危害到土壤微 生物, 生物,不适应重金属的微生物数量会剧烈 降低,甚至灭绝, 降低,甚至灭绝,适应重金属的微生物存 活下来,逐渐成为土壤优势菌。 活下来,逐渐成为土壤优势菌。
丙酮、 三氯乙烷、 丙酮、1.1.1-三氯乙烷、四氢呋喃、盐酸浓溶液、乙醇、 三氯乙烷 四氢呋喃、盐酸浓溶液、乙醇、 硝酸
2.3 实验原理 用合适的溶剂稀释液体试样,随后用离心机分离出 用合适的溶剂稀释液体试样 随后用离心机分离出 样品中的颜料。根据被检测的产品有三种分离方法。 样品中的颜料。根据被检测的产品有三种分离方法。 盐酸萃取由母体中分离出来的颜料; 用0.07mol/l盐酸萃取由母体中分离出来的颜料;将离 盐酸萃取由母体中分离出来的颜料 心得到的液体部分蒸发至干,残渣经干燥,灰化, 心得到的液体部分蒸发至干,残渣经干燥,灰化,用 硝酸萃取。 硝酸萃取。 采用火焰原子吸收仪,将试验溶液吸入乙炔/空气火焰 采用火焰原子吸收仪,将试验溶液吸入乙炔 空气火焰 中,测量由铅空心阴极灯发射的选择谱线波长在 283.3nm,电流为 处来吸收, ,电流为6mA处来吸收,来测定溶液中的 处来吸收 “可溶性”铅的含量。 可溶性”铅的含量。 2.4引用标准 引用标准 GB 6682 实验室用水规格。 实验室用水规格。 GB 9760 涂料和清漆液体或粉末状涂料中酸萃取物的制 备。

污染土壤的修复技术简介分解ppt课件

污染土壤的修复技术简介分解ppt课件

预处理
解吸
固相后处理
气体后处理
适用的污染物:挥发和半挥发有机污染物、卤化或非 卤化有机污染物、多环芳烃、重金属、氰化物、炸药等;
不适用于:多氯联苯、二恶英、呋喃、除草剂和农药、 石棉、非金属、腐蚀性物质。
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
典型的土壤清洗系统包括如下几个步骤:
用水将土壤分散 并制成浆状
高压水龙头 冲洗土壤
用过筛或沉降的方法将 不同粒径的颗粒分离
利用过滤或絮凝的方法 使土壤颗粒脱水
利用不同的性质差异 进一步将污染物浓缩
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
一、有机物污染土壤的微生物修复
用微生物方法修复有机污染土壤必须具备两个条件: 一、在土壤中存在能够降解或转化污染物的微生物
二、有机化合物大部分具有可生物降解性
土著微生物
微生物的来源
外源微生物 基因工程菌
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
生物通气系统通常用于那些蒸汽挥发速度低于蒸汽提 取系统要求的污染物。
最适合于:中等分子质量的石油污染物,如柴油和喷 气燃料。分子质量小的如汽油,分子质量更大的如润滑油 都不适用。
例子:美国犹他州的一个空军基地曾采用生物通气法 处理被喷气燃料污染的5000 m3,处理历时2年,处理后土 壤石油烃的含量降低到6 mg/kg,总费用约60万美元。
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程

最新土壤重金属污染的生物修复方法PPT课件

最新土壤重金属污染的生物修复方法PPT课件
而后两个阶段主要与植物种类和金属特性相关。 • 植物的选择与植物根际土壤中的重金属形态是影响该
技术修复土壤重金属污染效率的两个重要因素。
3.3.1.1 根际土壤中的重金属形态
• 土壤中重金属的总量分析可以给出关于土壤中重金属 可能富集的信息,但不能表明该元素在土壤中的赋存 状态、迁移能力以及植物吸收的有效性。这是因为重 金属在土壤中以不同的方式与各组分相联系,因而形 成了不同形态的重金属,从而影响重金属的移动性和 生物利用率,有可能表现出不同的活性和生物毒性。
• 一是固化作用(immobilization),使重金属在土壤中 由活化态转变为稳定态,从而减少重金属的迁移性 和生物可利用性.
• 二是活化作用(mobilization),将重金属从土壤中去 除,使其存留浓度接近或达到背景值。
• 具体有物理控制、化学、生物修复等方法。其中生 物修复,尤其是植物和微生物的方法近年来得到了 特别的的重视,并取得了显著的进展。
• 1 土壤重金属污染现状及危害 • 2 土壤重金属污染的修复技术概况 • 3 土壤重金属污染的植物修复 • 4 土壤重金属污染的植物-微生物联合修复
1. 土壤重金属污染现状及危害
• 1.1. 土壤重金属污染现状 • 重金属污染是指比重大于5或4(主要包括Cu、Zn、Cd、
Pb、Hg、Cr、As、Ni)的金属或其化合物在土壤环境中 所造成的污染。重金属污染是当今土壤污染中,污染面 积最广、危害最大的环境问题之一。
• 研究表明,许多细菌、真菌都有从周围环境富 集重金属的能力,但是至今仍没有一种经济有 效的方法从土壤中回收富集了重金属的微生物, 限制了其应用。因此尽管微生物修复引起极大 重视,但大多数技术仍局限在科研和实验室水 平,少有微生物重金属修复的实例报道。

重金属ppt

重金属ppt

3 .几何均值综合评价模式
式中:Pi为土壤中污染物i的环境质量指数
优点是体现出较大数值污染因子在综合污染指数中的贡 献作用,但是在某些情况下会反复提升或者反复降低较大值 污染物对综合评价指数的作用,使评价结果失真。
4 .污染负荷指数法
式中:Ci为元素i的实测值(mg/kg); C0i为元素i的评价标准(mg/kg); n为评价元素的个数; m为评价点的个数(即采样点的个数); CFi为某单一金属最高污染系数; PLI为某点污染负荷指数PLI; PLIzone为评价区域污染负荷指数
VIP有效期内享有搜索结果页以及文档阅读页免广告特权,清爽阅读没有阻碍。
知识影响格局,格局决定命运! 多端互通
抽奖特权
VIP有效期内可以无限制将选中的文档内容一键发送到手机,轻松实现多端同步。 开通VIP后可以在VIP福利专区不定期抽奖,千万奖池送不停!
福利特权
开通VIP后可在VIP福利专区定期领取多种福利礼券。
10 .基于 GIS 的地统计学评价法
地统计学的基础理论与方法主要包括:区域化变量、半 方差函数、克立格空间插值技术。半方差函数可以用来描述 研究土壤重金属分布的空间相关性;而克立格插值可以对未 采样区土壤重金属的含量进行无偏最优估计。地统计学的研 究对象是区域化变量,能够同时描述区域化变量这种性质的 工具是变异函数。
土壤环境风险评价,为土壤环境风险管理提供可能 引起不良环境效应的信息,为环境决策提供依据。到目前 为止,在土壤重金属环境风险评价方面,还没有一种公认 的可广泛接受的模型或方法,因而在实际运用中,应结合 评价矿区土壤重金属含量、生物中重金属含量、评价目的 以及可参照值,来选择适当的评价方法。
1.单因子质量指数法:
单因子污染指数法是以土壤元素背景值为评价 标准来评价重金属元素的累积污染程度。

《土壤重金属污染与控制》资料PPT课件

《土壤重金属污染与控制》资料PPT课件
重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界 中,但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工 等活动日益增多,造成不少重金属进入大气、 水和土壤环境。
重金属也是一种致癌的重要因素,根据流行病 学调查和动物实验证明,镍是公认的强致癌物, 曾昭华和曹雪萍对南昌地下水及土壤中镍和人群 健康关系的调查表明,胃癌、食管癌、结肠癌、 直肠癌、肺癌、鼻咽癌均与土壤中镍含量有关。

近20年来,随着我国社会经济的高速发展和高强度的
人类活动,因污染退化的土壤数量日益增加、范围不断扩
大,土壤质量恶化加剧,危害更加严重,已经影响到全面
建设小康社会和实现可持续发展的战略目标,未来15年将面
临着更为严峻的挑战。

我国的土壤环境形势日趋严峻,采取有效的措施来
控制和预防土壤重金属污染成为一项迫在眉睫的任务。
拮抗法 :利用离子间拮抗作用来降低植物对重金属的吸 收。
生物修复技术
植物修复技术:植物稳定、植物提取、植物挥发 微生物修复技术:1利用微生物作用降低土壤中
重金属的毒性.2利用微生物吸附积累重金属
改良措施
固化方法 添加还原性有机物质 拮抗作用
农业措施
控制土壤水分, 调节土壤Eh 值 改变耕作制度和调整作物种类 合理施用有机肥
3同位素稀释(ID)法:通过向已经平衡的土壤 悬浮液中加入同位素,同位素在数天或数小时 内在固相和液相之间进行分配。它是一种原子 计数的方法,在分析样品中加入已知量的待测 元素的某一富集同位素,使之与样品成分同位 素混合均匀从而改变样品中的待测元素的同位 素的峰度比,用质谱法测定混合后样品的同位 素比值,从而来确定待测元素在样品中的浓度 。
生物修复技术
04
OPTIONS

生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化技术及应用课件PPT

生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化技术及应用课件PPT
环境标准与规范
根据国家或地区的环境标准与规范,对重金属稳 定化技术的环境影响进行评价,确保其符合相关 要求。
环境影响评价案例分析
某城市生活垃圾焚烧厂重金属稳定化技术应用案例
分析该技术的应用情况、工艺流程、环境影响及评价结果,探讨其优缺点及改进方向。
某企业重金属废水处理技术应用案例
介绍该技术的工艺流程、环境影响及评价结果,探讨其在实际应用中的效果和存在的问 题。
原理包括改变重金属的化学形态,降 低其溶解性,使其固封在固化体中, 并降低重金属的生物有效性。
常用重金属稳定化技术
水泥固化法
熔融固化法
利用水泥材料作为固化剂,将重金属 废物与水泥混合,形成坚硬的固化体。
将废物与高熔点物质混合加热熔融, 使重金属元素在高温下转化为稳定矿 物相。
药剂稳定化法
通过化学药剂与废物中的重金属发生 反应,改变其溶解性和迁移性。常用 的药剂包括石灰、硫化物、铁盐等。
案例二
某企业采用重金属稳定化技术处理电子废弃物中的有害物质 ,经过处理后的电子废弃物可安全回收利用,降低了对环境 的危害。
技术应用前景与挑战
前景
随着环保要求的提高和垃圾处理技术的发展,生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化 技术的应用前景广阔,市场需求将持续增长。
挑战
目前,生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化技术还存在一些技术瓶颈和难点,如处 理成本较高、技术成熟度不够等,需要进一步加强研发和创新。
生活垃圾焚烧飞灰重金属稳 定化技术及应用课件
• 引言 • 生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化技
术 • 生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化技
术应用 • 重金属稳定化技术的环境影响与评
价 • 结论与建议
01
引言
背景介绍
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
13/27
2 生物吸附剂
生物吸附剂的种类
14/27
生物吸附剂及其吸附容量
/27
• 目前研究所用的生物吸附剂有实验室的培养和发酵工 业的废弃物,以及天然水体环境和活性污泥等
• 生物吸附剂的选择要考虑操作可行性和经济性
– 吸附和解析速率快 – 生产成本低、可重复使用 – 具有理想的粒度、形状、机械强度,便于在连续系统中使
10/27
生物吸附机理
• 细胞外富集/沉淀:某些微生物可以产生具有络合或 沉淀金属离子的胞外物质,如蓝细菌分泌的多糖、白 腐真菌分泌的柠檬酸或草酸
• 细胞表面吸附沉淀:金属离子通过与细胞表面特别是 与细胞壁组分(蛋白质、多糖、脂类等)中的化学基 团(如羧基、羟基、磷酰基、硫酸酯基、氨基、巯基 等)的相互作用,吸附到细胞表面,该过程可能涉及 的机制包括离子交换、表面络合、物理吸附(如范德 华力、静电作用)、氧化还原或无机微沉淀等
• 将细胞杀死后,经过一定的处理,使其具有一定的粒 度、硬度及稳定性,以便于储存、运输和实际应用
9/27
• 生物累积主要是利用生物新陈代谢作用产生的能量, 通过单价或二价离子的转移系统把金属离子输送到细 胞内部
• 由于有细胞内的累积,生物累积的去除效果可能比单 纯的生物吸附好
• 由于金属离子的毒性,生物的新陈代谢作用又受到温 度、pH、能源等诸多因素的影响,生物累积在实际 应用中受到很大限制
第11讲 重金属的生物处理技术
1
概述
• 重金属通常指相对密度大于4-4.5的元素
– 有毒重金属,Pb、Cd、Hg、Zn、Cu、Ni等 – 贵金属,如Pd、Pt、Ag、Au等 – 放射性核素,如Co、Sr、Cs、U、Th、Ra、Am等
• 重金属污染环境,危害健康,如“水俣病”,“骨痛 病”
– 毒性可长期存在
– 表面络合机制:细胞表面功能基团中的氮、氧、硫、磷等 原子,可以作为配位原子与金属离子配位络合;酵母与金 属离子形成络合物的证据较少
– 氧化还原机制:贵金属离子可以被还原为相应的零价金属 颗粒
– 无机微沉淀机制:易水解金属的吸附机理,溶液体系的pH 升高导致金属形成沉淀
12/27
• 胞内吸附/沉淀/转化:活细胞新陈代谢能量将金属离 子输送到细胞内部并沉积或转化,涉及金属离子的运 输机制和内部解毒机制,过量金属离子存在时,活细 胞可通过减少运输、阻渗等作用来降低金属在胞内的 积累;金属离子进入细胞后,通过区域化作用分布在 细胞内的不同部位,可将有毒金属离子封闭或与热稳 定蛋白结合,转变成为低毒形式;微生物还能通过氧 化还原、甲基化和去甲基化等作用转化重金属,构成 了某些金属还原菌对重金属的抗性和解毒机制
• 生物吸附法以其高效、廉价的优点受到关注
– 利用某些生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水 中的金属离子,再通过固液两相分离来去除水溶液中金属 离子的方法
5/27
1 生物吸附原理
• 微生物去除重金属的机理包括生物吸附、生物转化、 沉淀等
6/27
• 大流量低浓度有毒金属离子的去除、金属混合物中微 量有毒成分的分离、贵金属的富集以及金属生物催化 剂中污染抑制剂的消除等,需要使用具有高亲和力和 专一性的金属吸附剂。生物吸附技术可以满足此要求
• 通过生物分子在微生物表面的展示,不仅可增进微生 物对金属的富集,而且菌体周围金属浓度的提高有利 于金属离子与其他细菌结构成分(脂多糖、细胞质及 外周胞质等)的作用,增加不同系统中金属与微生物 的结合
7/27
• 大量研究结果表明,一些微生物如细菌、真菌、酵母 和藻类等对金属有很强的吸附能力
• 通常所说的生物吸附仅指时或微生物的吸附作用,而 微生物活细胞去除金属离子的作用一般成为生物累积。 因此生物吸附过程不包括生物的新陈代谢作用和物质 的主动运输过程。生物活细胞作吸附剂时,这些作用 可能会同时发生
– 金属有机化合物毒性更强
– 生物富集,危及人类
– 任何方法都不能使之降解
– 低浓度也具有较强毒性
2/27
生产和使用重金属的主要工业部门
3/27
传统的去除重金属技术的优缺点
4/27
生物技术去除重金属污染
• 利用生物技术、即利用微生物、动植物体进行污染修 复或治理是当前重金属污染治理研究的主流方向
• 一般认为生物具有的吸附能力与其细胞壁的结构、成 分密切相关
8/27
• 生物吸附主要是生物体细胞壁表面的一些具有金属络 合、配位能力的基团起作用,如巯基、羧基、羟基等, 这些基团与吸附的金属离子形成离子键或共价键
• 金属可能通过沉淀或晶体化作用沉积于细胞表面,某 些难溶性金属也可能被胞外分泌物或细胞壁的腔洞捕 获而沉积
11/27
– 细胞表面组分的作用:蛋白质对金属离子具有强烈亲合力, 葡聚糖、甘露聚糖及几丁质有较高的吸附容量
– 离子交换机制:一价金属主要因质子交换机理被吸附,二 价金属的吸附量高于单价金属,吸附机理不限于质子交换; 是许多非活性真菌和藻类吸附金属离子的主要机理,羧基、 硫酸酯基和氨基发挥了重要作用
• 碱可以溶解细胞上一些不利于吸附的杂质,暴露出细胞上更 多的活性结合位点,使吸附量增大;此外细胞比上的H+解离 下来,导致负电性官能团增多,吸附量也会增大
• 经过预处理的微生物物理稳定性也优于未经过处理的微生物, 更适合实际操作的需要
17/27
3 生物吸附的影响因素
• pH值:由于H+与被吸附阳离子之间的竞争吸附作用, 水溶液中的pH值是影响饱和吸附量的主要因素。当 pH值较低时,H3O+会占据大量的吸附活性位点,从 而阻止阳离子与吸附活性点的接触,从而导致吸附量 的下降。pH值过高也不利于生物吸附,很多金属离 子会生成氢氧化物沉淀,从而使生物吸附无法顺利进 行。一般认为,最佳pH范围是5-9
用 – 与水溶液的两相分离应高效、快速、廉价 – 具有选择性 – 再生时吸附剂损失量小,经济上可行
16/27
生物吸附剂的预处理
• 对生物吸附剂进行一些物理、化学预处理,如用酸、碱浸泡 或加热处理等,可以不同程度地改变其吸附能力
• 分析认为预处理使细胞的比表面积增大而导致了吸附量的增 加
• 碱处理可以去除细胞壁上的无定形多糖,改变葡聚糖和甲壳 质的结构,从而允许更多的金属离子吸附在其表面上
相关文档
最新文档