微生物對(duì)重金屬鉛離子的吸附

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1、中北大學(xué)2009屆畢業(yè)論文1引言1.1染料廢水的特性及處理方法1.1.1染料廢水的水質(zhì)特性染整工藝的廢水叫染整廢水，俗稱染料廢水[1]。染料廢水主要來源于染料及染料中間體生產(chǎn)行業(yè)和染料使用行業(yè)，由各種產(chǎn)品和中間體結(jié)晶的母液、助劑，生產(chǎn)過程中流失的物料及沖刷地面的污水等組成。其水質(zhì)特征可概括為三點(diǎn)：1)水質(zhì)變化范圍大。染料工業(yè)一般具有小批量、多品種的特點(diǎn)，印染行業(yè)品種更換頻繁，大部分是間歇操作，廢水間斷排放，水質(zhì)變化范圍大，成分復(fù)雜。2)化學(xué)需氧量(COD)高。由于染料生產(chǎn)工藝復(fù)雜，流程長(zhǎng)，產(chǎn)品的產(chǎn)率很低，只有40％～50％，因此在生產(chǎn)染料的同時(shí)，也產(chǎn)生大量的含有未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)品

2、和廢品的廢液。廢水的COD可達(dá)1～100g/L。3)色度高。高色度廢水不僅外觀感受差，而且有毒[2]。印染染色廢水具有水量大,色度高,成分復(fù)雜的特點(diǎn),廢水中含有染料、漿料、助劑、酸、堿、纖維雜質(zhì)及無機(jī)鹽等，染料結(jié)構(gòu)中胺基化合物及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素，具有較大的毒性。目前染色加工過程中的10-20%的染料排入廢水中,嚴(yán)重污染環(huán)境[3]。隨著染料工業(yè)的發(fā)展和印染加工技術(shù)的進(jìn)步，染料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性大為提高，給脫色處理增加了難度，目前印染廢水的脫色問題已成為國(guó)內(nèi)外廢水處理中急需解決的一大難題。染料廢水實(shí)際是一大類，按纖維材料可分為毛、棉、絲、麻、化學(xué)纖維和混紡纖維；按染料可分為直接染料

3、、活性染料、還原染料、硫化染料、偶氮燃料、酸性染料、陽離子染料等；如按纖維及織物形態(tài)可分為紗、散毛染色、成衣染色、絲綢、絹染色、針織染色、線帶染色、巾被染色等。不同纖維、不同染料，廢水性質(zhì)不同，治理方法也不同。染料廢水主要來自于染整工段，包括退漿、煮練、漂白、絲光、染色、印染和整理等?？椩旃ざ螐U水排放較少。染整廢水是有機(jī)廢水，其污染物主要來自纖維材料染整過程中使用的染料、化學(xué)藥劑。化學(xué)纖維含雜質(zhì)較少，而天然棉纖維、毛、麻、絲均含有一定的雜質(zhì)，羊毛含雜最多[4]第31頁(yè)共31頁(yè)中北大學(xué)2009屆畢業(yè)論文。國(guó)產(chǎn)原料毛含雜約30%-70%，進(jìn)口原毛含雜10%-30%，所以洗毛是第一道工藝

4、。棉線為93%-95%的纖維素，在約6%的雜質(zhì)中，蠟狀物質(zhì)占0.3%-1.5%,果膠物1.0%-1.5%,含氮物質(zhì)1.0%-2.5%,灰份約1%等，其中蠟狀物質(zhì)、果膠物質(zhì)、含氮物質(zhì)、灰份，必須在煮練時(shí)除去，以保證印染加工質(zhì)量。在織造過程中，為了減少摩擦斷線，棉紗必須上漿，但在染整過程中又必須先退漿，再染色，漿料即為污染物。多數(shù)染料的上染率為70%-80%，因此，染色過程中有20%-30%染料作為廢物排出[5]。水中難生物降解的色一般是無毒的，不會(huì)消耗水中的溶解氧，因此對(duì)污水的深度處理影響不大。但要維持水體中合適的溶解氧濃度和水中植物有效進(jìn)行光合作用，就要求入射光線的10%到達(dá)需要光

5、合作用的深度。如果色度太高，就會(huì)影響射入光線的量，從而影響魚類等水生生物的生長(zhǎng)。因而要求排入水體的廢水色度一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)必須達(dá)到50以下[6]。由于一般的生物處理對(duì)色度無效，所以色度處理往往成為污水處理的一個(gè)難點(diǎn)，需要使用濕式氧化法等成本和技術(shù)要求較高的方法進(jìn)行專門處理。1.1.2染料廢水的處理技術(shù)染料廢水處理方法可分為物化處理、化學(xué)處理和生物處理。物化法包括混凝沉淀法、吸附法，萃取法以及超濾、微濾、反滲透等膜技術(shù)?；瘜W(xué)法包括光催化氧化，臭氧氧化法、濕式氧化法等。這些方法往往需要使用大量的化學(xué)藥品，而且大部分需要耗費(fèi)大量能量，耗資大，運(yùn)行費(fèi)用高、受到適用條件的限制[7]。如吸附法是常用的

6、染料廢水脫色技術(shù)之一[8],而活性炭是對(duì)染料選擇吸附效果最好的吸附劑,但是其較高的價(jià)格造成處理成本劇增。多數(shù)印染廠采用化學(xué)處理與生化處理相結(jié)合的方法,生化處理采用微生物法降解染料分子和有機(jī)物,但是生化處理過程中有害分子降級(jí)速率低,設(shè)備投資大,運(yùn)行費(fèi)用高,因此，選擇一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)有效的處理方法成為印染廢水脫色的研究重點(diǎn)。除生化法外，其它物理化學(xué)或化學(xué)脫色如吸附法、氧化還原法、離子交換法、膜法、混凝法等[9]，都有大量研究及應(yīng)用的報(bào)道,但是處理效果都不十分理想。近年來，一種處理含染料廢水的嶄新的方法—生物吸附降解法以其高效、廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)逐漸引起了人們的興趣。所謂生物吸附法就是利用某些生物體

7、本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性，吸附、降解第31頁(yè)共31頁(yè)中北大學(xué)2009屆畢業(yè)論文溶于水中的染料的方法。生物吸附作為處理染料污染的一項(xiàng)新技術(shù)，與上述傳統(tǒng)方法相比具有的優(yōu)點(diǎn)：(1)原料來源豐富，品種多，成本低；(2)設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作，投資小，運(yùn)行費(fèi)用低；(3)吸附量大，處理效率高；(4)在低濃度下染料可以被選擇性地去除；(5)pH值和溫度范圍寬[10]。所以生物吸附法作為一種新興的處理技術(shù)，在處理重金屬污染和回收貴重金屬方面，特別是在處理低濃度的重金屬?gòu)U水方面，有著極為廣闊