用LLMO微生物菌处理酵母废水试验研究

用LLMO微生物菌处理酵母废水试验研究（共5篇）

篇1：用LLMO微生物菌处理酵母废水试验研究

用LLMO微生物菌处理酵母废水试验研究

本文通过试验验证了LLMO微生物强化技术对酵母废水的处理效果.结果表明,酵母废水经LLMO技术处理后,出水COD均值低于1000 mg/L,去除率可提高30%左右,且消除了处理过程中的明显臭味;在污泥驯化成功后,LLMO菌不需补加;与投加絮凝剂相比可降低处理费用.

作 者：肖应锋 蔡攀 戴亚 Xiao Yingfeng Cai Pan Dai Ya 作者单位：肖应锋,Xiao Yingfeng(宜昌市华润科技开发有限责任公司,湖北,宜昌,443003)

蔡攀,Cai Pan(安徽工业大学,建筑工程学院,安徽,马鞍山,243002)

戴亚,Dai Ya(三峡大学,机械与材料学院,湖北,宜昌,443002)

刊 名：广东化工英文刊名：GUANGDONG CHEMICAL INDUSTRY年，卷(期)：34(9)分类号：X7关键词：酵母废水 LLMO 微生物强化技术

篇2：用LLMO微生物菌处理酵母废水试验研究

文中研究了利用投加利蒙菌对江西某化纤厂化纤废水的污水处理厂生化池进行改进,以期提高出水的.CODCr与SS去除率,稳定出水水质.实验结果表明,利蒙菌在对粘胶化纤废水生化处理上的改进是可行的,对废水中CODCr,SS的平均去除率可比未投加提高56%,44%,其出水水质良好、稳定,其中ρ(CODCr)＜40 mg・L-1,ρ(SS)＜50 mg・L-1.

作 者：徐兵 周璇 龚晓 XU Bing ZHOU Xuan GONG Xiao  作者单位：徐兵,周璇,XU Bing,ZHOU Xuan(九江市环境科学研究所,江西,九江,332000)

龚晓,GONG Xiao(九江美联环保有限公司,江西,九江,332000)

刊 名：江苏环境科技  ISTIC英文刊名：JIANGSU ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)：2006 19(6) 分类号：X7 关键词：利蒙菌   粘胶化纤废水   CODCr去除率   SS去除率  

★ 浅析染料废水及其治理

★ 高浓度中药提取废水的治理技术

★ 浅谈多媒体技术在幼儿教育中的应用

★ 表面等离子体共振生物传感器在微生物检测中的应用

★ 现代生物技术在生态环境及污染治理中的应用

★ 热电厂冷却循环系统废水在选矿工艺中的应用

★ 虚拟参考站技术在管线测量中的应用

★ 电子束辐照技术在环境保护中的应用

★ 传感器技术在机电一体化中的应用

篇3：用LLMO微生物菌处理酵母废水试验研究

本研究拟采用筛选驯化的耐盐菌群聚丙烯废弃物为填料挂膜SBBR工艺来处理腌渍废水, 利用该工艺通过驯化后混合菌株与活性污泥直接挂膜处理效果进行对比, 以简单经济的方式进行废物二次利用进行挂膜, 通过耐盐菌群的培养对腌渍废水进行处理, 既经济又高效, 通过数据对比为腌渍企业废水处理提供可靠依据, 同时最大限度的减小了腌渍废水对土壤和水源等自然环境的破坏

1 材料方法

1.1 仪器和试剂

本实验主要仪器包括JH-12型COD恒温加热器和回流管。主要试剂:浓度为c (1/6K2Cr2O7) =0.250 mol/L重铬酸钾标准溶液, 浓度为c[ (NH4) 2Fe (SO4) 2·6H2O]≈0.10 mol/L硫酸亚铁铵标准滴定液, 邻菲罗啉指示液, 密度1.84 g/m L的硫酸。其中所有试剂均为分析纯, 使用的水均为蒸馏水。

1.2 挂膜材料

试验材料采用的是延边大学食堂内收集过来的废弃聚丙烯材质的豆浆杯若干, 将杯子清洁后放置于浓盐酸中进行改性, 使其材质软化, 然后剪成2-3mm宽的条状放到反应器内, 使其呈现膨化状态, 这种材质容易悬浮在水面, 且表面光滑, 阻力小, 很适合用于生物挂膜。

1.3 试验用水与活性污泥

试验用水取自延吉市某咸菜加工厂, 取回水样, 经过过滤去除粗大悬浮颗粒物质后放到序批式生物膜反应器中, 进入前分别进行水质指标监测, 检测结果是原水样COD、TP、TN、盐度的平均含量较高, 分别为1920 mg/L, 7.2 mg/L, 43 mg/L和2.2%。

试验所用的活性污泥取自于延吉市污水处理厂二沉池中, 污泥颜色正常呈现黄褐色, 镜检生物相丰富, 原生动物钟虫、豆形虫、纤毛虫水量众多且十分活跃。经过一段时间驯化后, 活性污泥的颜色由黄褐色转变为浅棕黄色, 污泥沉降比为24%, 混合液悬浮固体MLSS约为3400 mg/L, 污泥成熟后, 可以根据水质的物理化学分析以及镜检微生物来判断污水处理的效果。

1.4 试验装置

试验设备为有机玻璃材料制作的长、宽、高分别为200 mm、200 mm、400 mm, 容积为16 L的长方体容器。将污水由水箱抽入聚丙烯废弃物填料SBBR内, 反应器内氧气由电磁式空气压缩机提供, 空气由反应器底部磁芯曝气头扩散, 经过处理后的水由出水口排出。

2 结果与分析

2.1 驯化污泥聚丙烯废弃物填料挂膜后SBBR工艺对CODcr的去除效果

经计算驯化后的聚丙烯 (PP) 废弃物填料SBBR对化学需氧量 (CODcr) 的去除效果, 如图1所示。

如图1所示, 进水化学需氧量为1369~1789mg/l, 出水的化学需氧量为44~92mg/ml, COD的去除率为92%~96%, 平均去除率为93%。:废聚丙烯填料SBBR可去除含盐废水有机污染物, 驯化好的污泥挂膜效果好, 膜厚约为5mm, 微生物相丰富, 污水处理效果好。

2.2 未驯化污泥聚丙烯废弃物填料挂膜后SBBR对CODcr的去除效果

未驯化后聚丙烯 (PP) 废弃物填料SBBR对化学需氧量 (CODcr) 的去除效果, 如图2所示。

如图2所示, 进水化学需氧量为1369~1789mg/l, 出水的化学需氧量为44~92mg/ml, COD的去除率为80%~92%, 去除率为82%。经二者对比可知未驯化的活性污泥挂膜效果不如驯化污泥挂膜效果好, 膜形态较驯化污泥挂膜薄, 膜厚约为3mm, 微生物相没有驯化后的丰富。

2.3 驯化污泥聚丙烯废弃物填料挂膜后SBBR对盐度的去除效果

驯化后聚丙烯 (PP) 废弃物填料SBBR对盐度的去除效果, 如图3所示。

如图3可知, 进水盐度约为1.44%~1.85%, 出水盐度约为0.17%~0.3%为, 盐度去除率为84%~92%, 去除率为90%, 盐度去除效果较好。

2.4 未驯化污泥聚丙烯废弃物填料挂膜后SBBR对盐度的去除效果

未驯化后聚丙烯 (PP) 废弃物填料SBBR对盐度的去除效果, 如图4所示。

如图4可知, 进水盐度约为1.44~1.85%, , 出水盐度约0.25%~0.35%, 盐度去除率75%~86%, 去除率为78%。未驯化的活性污泥挂膜不如驯化污泥挂膜去除盐度效果好, 出水盐度未达到国家盐度二级出水标准。

3 结论

驯化污泥挂膜处理腌渍废水处理效果非常理想, 其腌渍废水盐度处理效率可达90%, 化学需氧量处理效率可达93%。而未驯化的得污泥挂膜处理腌渍废水处以效果则不如前者。根据以上试验, 经过一段时间的培养和试验, 分别对驯化污泥挂膜处理的聚丙烯废弃物填料挂膜SBBR和未驯化污泥挂膜处理的聚丙烯废弃物填料挂膜SBBR进行试验并对比, 可以得出结论, 驯化污泥挂膜处理的聚丙烯废弃物填料挂膜SBBR对腌渍废水的处理效率更高、效果更好而且成本低廉取材广泛, 既能够对废物进行二次利用保护了环境, 又能降低企业在治理废水时的材料成本, 是一种既经济又具有应用价值的新型工艺。

摘要：本文通过对腌渍废水中耐盐菌群的驯化, 利用序批式生物膜法 (SBBR) 对延吉市某咸菜厂排放出来的腌渍废水进行处理研究, 与污水厂排放污泥挂膜进行对比, 其结果表明:经驯化的耐盐菌群对腌渍废水的处理效果远远好于污水厂二沉池污泥挂膜处理效果, 其盐度去除率可达到90%, 化学需氧量去除率可达到93%。

关键词：不同菌液,生物膜工艺,腌渍废水

参考文献

[1]文勇杰.朝鲜族食品文化及其产业化初探[J].农村百事通, 1994 (2) :15-17.

[2]朴槿.朝鲜族辣白菜及特征.吉林延吉市副食品厂[J].中国酿造, 1987 (1) .

[3]赵丽珍, 廖应琪.SBR技术的研究及进展[J].江苏理工大学学报, 2001, 22:58-61.

篇4：用LLMO微生物菌处理酵母废水试验研究

关键词：硫酸盐还原菌,厌氧生物法,脱硫废水

石灰石/石膏湿法烟气脱硫过程中, 不可避免地产生一定量含高浓度硫酸盐、亚硫酸盐、多种重金属及悬浮物, 且pH值较低的脱硫废水[1,2,3]。鉴于脱硫废水的特殊水质, 如果将其直接排放到环境中, 不仅会严重污染电厂周边环境, 而且对人体健康存在较大的潜在危害, 从而导致电力企业的“绿色”发展受到阻碍, 因此电力环保工作者针对脱硫废水处理做了大量研究工作。目前, 对脱硫废水的处理通常采用中和、沉淀、絮凝剂浓缩与澄清的传统物理化学方法进行处理[4,5,6,7], 但此类方法普遍具有处理效率有限、费用高、易造成二次污染等缺点。

近年来, 微生物法作为一种新型脱硫技术, 既能够提高含硫工业废水的出水水质, 也能够打破常规处理工艺的局限性, 因具有处理效率高、适用性强、无二次污染及费用低等优点开始受到国内外研究人员的重视[8,9,10,11]。其原理就是在厌氧条件下, 利用SRB将SO42-还原为H2S, 溶解态的S2-与脱硫废水中的重金属作用生成硫化物沉淀, 利用某些微生物将逸出的H2S氧化为单质硫, 可达到同时去除废水中SO42-、重金属, 提高出水pH值, 并回收短缺原料单质硫的目的, 因而有望成为最具潜力的脱硫废水处理方法之一, 具有良好的发展前景[12]。然而, 目前利用微生物法处理脱硫废水的研究仅处于起步阶段[10], 特别是利用SRB厌氧生物法进行脱硫废水处理的研究还鲜见报道[9,13]。

本研究基于UASB反应器, 向反应器中接种厌氧颗粒污泥, 以葡萄糖作为营养基质, 利用SRB处理模拟脱硫废水, 研究了反应温度、HRT、ρ (COD) /ρ (SO42-) 比和进水pH对SRB处理脱硫废水效率的影响, 从而确定SRB厌氧生物法处理脱硫废水的最佳工艺条件;并考察了SRB厌氧处理体系对SO42-的生物还原能力和运行稳定性。

1 材料与方法

(1) 实验装置。硫酸盐还原反应器为UASB反应器, 由有机玻璃制成, 总高1 300mm, 有效容积7.8L。该反应器由反应区和沉降区 (分离区) 两部分组成, 在反应器上部设置的气-液-固三相分离器, 对颗粒污泥避免了设置沉淀分离装置、辅助脱气装置和回流污泥设备, 简化了工艺, 节约了投资和运行费用。同时, 对反应器采取了保温措施, 温度保持35 ℃。

(2) 实验用水。实验用水采用人工合成含硫酸盐的废水模拟脱硫废水。 硫酸盐为1/2 的MgSO4·7H2O和1/2 的Na2SO4, 加自来水配制, 将硫酸盐浓度按所需浓度稀释后进行研究。以葡萄糖为碳源 (COD) , 按COD∶N∶P=300∶5∶1来添加NH4Cl和K2HPO4以补充N、P营养, 并补充一定量微量重金属元素Fe2+、Co2+、Ni2+等刺激厌氧SRB的生长 (微量重金属元素添加量<1mg/L) [14]。

(3) 接种污泥。厌氧反应器的接种污泥为北京百特微生物技术有限公司提供的厌氧颗粒污泥。接种污泥量约为反应器有效体积的40%, 接种污泥浓度约为25kgVSS/m3。

(4) 硫酸盐还原反应器的启动。为了加速SRB生长繁殖, 尽快抑制产甲烷菌活性, 反应器采用快速启动方式进行启动。向反应器中投加接种污泥后, 开始连续进水, 其SO42-启动负荷为1.0~2.0kg/ (m3·d) , COD为2.0~5.0kg/ (m3·d) 。快速启动期间, 通过增加进水量逐步提高反应器SO42-负荷, 经过28d的连续运行, 处理效果稳定, SO42-去除率提高到80% 以上, 反应出产甲烷菌得到较好的抑制, SRB的活性逐渐提高, 表明厌氧反应器已经具备一定的SO42-还原能力, 标志着启动成功。

(5) 分析项目及方法。 反应器运行过程中监测SO42-、COD、pH。SO42-:铬酸钡分光光度法 (HJ/T342-2007) ;COD:重铬酸钾法 (GB/T11914) ;pH:PHS-3C型酸度计。

2结果与讨论

厌氧消化的影响因素一般可分为两类:一类是主要包括基质、微生物、营养比等基本因素;另一类是主要包括温度、pH值、氧化还原电位等环境因素。实验中重点研究了温度、HRT、ρ (COD) /ρ (SO42-) 比和进水pH值对反应器运行效果的影响。

2.1 SRB厌氧生物法处理脱硫废水最佳工艺参数的确定

2.1.1 温度的确定

厌氧生物降解过程中, 维持反应温度不仅与能耗和运行成本有关, 而且温度可通过对厌氧微生物细胞内某些酶活性的影响微生物的生长速率和微生物对基质的代谢速率, 从而影响废水厌氧生物处理工艺中污泥产量、污染物去除速率和反应器所能达到的处理负荷等[15], 所以在运行过程中, 温度调节应该受到重视。

本实验在中温厌氧消化的最适温度范围内 (25~40 ℃) [16]考察了不同温度对SO42-去除效率的影响, 结果见图1[SO42-浓度为500mg/L, HRT为12h, ρ (COD) /ρ (SO42-) 比为3.0, 进水pH为7.0;间隔取样时间为12h]。

实验结果表明, 温度变化后系统的稳定运行时间平均为5d。由图1可知, 不同温度对SO42-去除率的影响不同, SO42-去除率呈先升高再降低的变化趋势, 当温度升高到35 ℃ 时, SO42-去除率最大, 可达到86% 左右;但随着温度持续增加, SO42-去除率却开始下降。说明35 ℃时SRB生长代谢能力最旺盛, 所以获得了最大的硫酸盐还原率。

2.1.2 HRT的确定

HRT对厌氧工艺而言是一项十分重要的工艺条件, 其影响是通过上升流速表现的。一方面, 上升流速大使得污水系统进水区的搅动大, 能够增加生物与基质的接触, 提高反应效率;另一方面, 为了保持系统内部足够的污泥量, 上升流速又不能超过一定的限值。不同HRT对硫酸盐生物还原能力的影响不同, 将HRT由30h降低至6h进行对SO42-去除率影响的研究, 结果见图2[温度为35 ℃, SO24-浓度为500 mg/L, ρ (COD) /ρ (SO42-) 比为3.0, 进水pH为7.0]。

由图2可知, HRT的变化对SO42-去除率影响较大, 当HRT由30h降至12h时, SO42-去除率的下降幅度不大, 仍可高达到87%左右。当HRT由12h继续下降至6h时, SO42-去除率迅速下降到54%。在保证良好处理效果的基础上, 考虑到缩短处理时间能有效降低脱硫废水处理成本, 可以认为HRT=12h为该实验条件下的最佳HRT。

2.1.3 ρ (COD) /ρ (SO42-) 比的确定

在厌氧消化过程中, SRB与产甲烷菌 (Methane Producting Bacteria, MPB) 存在着基质竞争关系, 并由此产生对MPB的抑制作用。硫酸盐还原作用对厌氧消化过程的影响, 与ρ (COD) /ρ (SO42-) 比有着密切关系, 它是决定SRB与MPB竞争关系的一个重要参数。

SO42-生物还原过程中所需ρ (COD) /ρ (SO42-) 比的理论值为0.67, 从理论上讲, 高于此值SO42-可以完全还原, 低于此值只能部分还原, 但考虑到SRB与MPB对基质碳源的竞争, SO42-完全还原所需的COD要大于理论值[17]。有研究表明, 在低基质浓度下, SRB比MPB在竞争H2和乙酸时更占优势;相反, 如果ρ (COD) /ρ (SO42-) 比值较大, 则产甲烷反应成为主导反应[18]。

因此, 为保证SRB与MPB在厌氧消化过程中占据主导优势, 又能维持较高的SO42-去除率, 实验考察了ρ (COD) /ρ (SO42-) 比分别为1~5时对SO42-去除效果的影响, 结果见图3[温度为35 ℃, SO42-浓度为500 mg/L, HRT为12h, 进水pH为7.0]。

实验结果表明, 随ρ (COD) /ρ (SO42-) 比的变化, 系统稳定运行时间平均为6d。由图3可知, 当进水ρ (COD) /ρ (SO42-) 比不同时, SO42-去除率不同。当ρ (COD) /ρ (SO42-) 比小于3时, SO42-去除率在52%~80%之间;当ρ (COD) /ρ (SO42-) 比大于3时, SO42-去除效果最好, 均达到89%以上。为节省碳源, 选择ρ (COD) /ρ (SO42-) 比为3时是最佳碳硫比。

2.1.4 进水pH值的确定

pH值是影响微生物活性及发挥最佳代谢功能的重要生态因子之一。厌氧微生物的生命活动、物质代谢与pH值皆有着密切的关系, pH值的变化直接影响着消化过程和消化产物, 不同的微生物要求不同的pH值, 过高或过低的pH值对微生物都是不利的[19]。一般认为, 厌氧反应器的pH值应控制在6.5~7.5之间, 其进水pH值一般控制在6以上[20,21]。然而, 电厂脱硫废水中含有大量的硫酸盐和亚硫酸盐导致其pH值呈弱酸性, 通常在4~6 范围内。为减少加碱量, 考查了不同进水pH对SO42-去除效果的影响, 同时可得出SRB能耐受的最低进水pH值, 结果见图4[温度为35 ℃, SO42-浓度为500 mg/L, HRT为12h, ρ (COD) /ρ (SO42-) 比为3]。

实验结果表明, 随进水pH变化, 反应器稳定运行时间平均为5d。由图4可知, 当进水pH值在3~4范围内时, SO42-去除率迅速上升, SO42-去除率低于60%;pH值大于4 时, SO42-去除率达到80%以上, 且变化开始趋于缓慢;当pH值为6.5~8时, SO42-去除率变化相对稳定, 均可达到85% 以上。说明当进水pH值为4~8时, SO42-生物还原过程中产生的碱度能够弥补进水中的酸度, 所以不会影响SO42-还原能力, 使SO42-还原率维持在一个较高的水平, 保证此时的硫酸盐还原反应能顺利地进行;但当进水pH值过低时, SRB的生长受到抑制, 导致硫酸盐还原反应难以顺利进行。考虑节约处理成本, 选择进水pH=6.5为最佳进水pH值;同时, 可以认为pH≥4.0的脱硫废水可由SRB厌氧生物法直接进行处理。

综合上述实验结果, 温度为35 ℃, HRT为12h, ρ (COD) /ρ (SO42-) 比为3, 进水pH为6.5为SRB生物厌氧法处理模拟脱硫废水的最佳工艺参数。

2.2 SO42-负荷实验

负荷是厌氧生物反应器的主要控制参数之一, 能够直接反映基质与微生物之间的平衡关系[21]。当反应器中的微生物量和生物活性一定时, 如果想获得理想的处理效果, 负荷必须控制在一定范围内, 否则会引起厌氧反应器运行效果恶化。为考察体系对SO42-的还原能力, 由进水SO42-浓度为500mg/L开始, 通过增加进水SO42-浓度逐步提高负荷, 进行SO42-负荷实验, 结果见图5[温度为35 ℃, HRT为12h, ρ (COD) /ρ (SO42-) 比为3, 进水pH为6.5]。

实验结果表明, 负荷变化后, 系统稳定运行时间平均为15d。由图5可知, 随着SO42-负荷的增加SO42-去除率呈逐渐降低的趋势, 当SO42-负荷小于6kg/ (m3·d) 时, SO42-去除率变化不大, 均大于84%;当SO42-负荷由6kg/ (m3·d) 增加至8kg/ (m3·d) 时, SO42-去除率迅速下降, 由84% 降至约38%。同时可以观察到, COD去除率也随着SO42-负荷的增加而减小, 当SO42-负荷由1kg/ (m3·d) 增加到6kg/ (m3·d) 时, 相应的碳源利用率均在81% 以上;当SO42-负荷大于6kg/ (m3·d) 时, COD去除率由81% 急剧下降至52%。因此, 在保证较高的COD利用率前提下, SO42-负荷应该控制在约6kg/ (m3·d) 。如果希望获得更高的负荷, 可通过延长运行时间促进微生物量的增长来实现, 但在当前实验条件下如进一步提高负荷, 将难以恢复反应器的正常运行状态。

2.3 反应器稳定运行实验

经过上述实验, 完成了SRB厌氧反应器的初期启动, SRB厌氧生物法处理模拟脱硫废水的最佳工艺参数确定以及SO42-负荷的实验研究。为进一步考察反应器在进水高负荷、低pH运行条件下的运行稳定性, 控制反应器条件为:SO42-负荷为6kg/ (m3·d) , HRT为12h, ρ (COD) /ρ (SO42-) 比为3, 进水pH为4, 温度为35 ℃, 连续运行30d。结果表明, SO42-平均还原率为82%, COD平均利用率为78%, 出水pH值在6.3以上。

3 结语

利用SRB厌氧生物法处理模拟火电厂脱硫废水, 能够获得较理想的处理效果。获得主要结论如下。

(1) 温度、HRT、碳硫比和进水pH是影响SRB厌氧生物法处理脱硫废水效果的主要因素, 最终确定温度为35℃, HRT为12h, ρ (COD) /ρ (SO42-) 比为3, 进水pH为6.5为SRB厌氧生物法处理模拟脱硫废水的最佳工艺参数;SRB对酸性较强的废水具有较强耐受性, pH≥4的脱硫废水可由SRB厌氧生物法直接进行处理。

(2) 本实验中投加厌氧颗粒污泥的SRB厌氧生物反应器具有较强的抗负荷冲击能力, 在保证较高的COD利用率前提下, SO42-负荷应该控制在约6kg/ (m3·d) , 此时相应的SO42-和COD去除率均达到80%以上。

篇5：用LLMO微生物菌处理酵母废水试验研究

在我国冶金、电镀等行业中,大多数的含铜废水基本上都是通过化学法来处理,而化学法存在着出水水质不稳定的缺点,所以必须寻求一种投资少、操作简单的方法,作为化学法的后续处理,使其能够稳定达标。沸石是一种具有连通孔道、呈架状构造的含水铝硅酸盐矿物,价格低廉,矿产资源丰富。特殊的晶体化学结构,使之对重金属离子具有一定的吸附及离子交换能力[1],尤其是经过改性处理的沸石,其吸附与交换能力更强[2]。

本工作以模拟含铜废水为处理对象,采用电导法对改性沸石吸附溶液中Cu2+的行为进行了研究,考察了吸附时间、标准溶液的pH值、改性沸石的用量以及其他重金属离子等因素对吸附性能的影响,以得到改性沸石对废水中铜离子的吸附率。考察了改性天然沸石作为化学法的后续处理对废水中铜离子去除的可行性,以解决单纯采用化学沉淀法处理电镀废水不能稳定达标的问题。

1 试 验

1.1 主要试剂和仪器

(1)试剂

CuSO4、Cu(NO3)2、CuCl2、ZnSO4、NiSO4、CdCl2、HNO3、NaOH(均为分析纯),改性沸石(自制)。

(2)仪器

高分辨率扫描电子显微镜,pHS-3c型酸度计,DDS-11型数字电导率仪,95-1磁力搅拌器。

1.2 试验方法

电导率是溶液的重要理化指标之一,通过体系电导率的测定,可以获得动态吸附过程的信息,得出改性沸石对标准液中金属离子的动态吸附性能以及吸附效率[3]。本工作通过连续测定Cu2+标准液电导率的变化,来定量分析改性沸石对金属离子的去除性能。

若以σ0为起始状态时的电导率,σ1为吸附结束、电导率恒定不变时的电导率,则改性沸石对Cu2+的去除效率为:

undefined

1.3 试验过程

将一定质量的改性沸石置于锥形瓶中,再加入一定浓度(5 mg/L)的CuSO4溶液50 mL。在室温下搅拌、吸附,连续测定、记录电导率随时间的变化情况,直至电导率恒定不变为止。

2 结果与讨论

2.1 改性沸石的结构特性

沸石是一种常用的吸附剂,具有良好的吸附性能和稳定的化学性质,可以耐强酸、强碱,能经受水浸、高温、高压作用。天然沸石的吸附以物理吸附为主,对沸石进行改性,可以增加其化学选择性吸附,图1为改性沸石的SEM照片。

由图1可知,改性沸石是一种纳米无机复合材料。

2.2 吸附时间对性能的影响

投加不同量的改性沸石后,吸附时间对电导率的影响见图2。由图2可知,当改性沸石的质量一定时,电导率连续降低,且变化趋势趋于平缓,直至恒定不变;随着改性沸石投加量的增大,电导率减小,变化趋势趋于平缓时所需要的时间缩短;当改性沸石的量增大到2 g后,电导率随时间的变化规律基本一致。由图2可知,改性沸石的最佳投加量为2 g。

假设不考虑其他作用,改性沸石对铜离子的去除是由于吸附作用,则可按下式计算改性沸石去除铜离子的吸附量:undefined

式中 qe——吸附量,μS/(cm·g)

σ0 ——起始状态时的电导率,μS/cm

σ1 ——吸附结束、电导率恒定不变时的电导率,μS/cm

m ——改性沸石的质量,g

为考察改性沸石对铜离子的吸附、去除是否符合Langmuir等温吸附方程,将Langmuir方程的线性方程形式公式(3)转化为公式(4)[4],以研究ρe/qe和ρe之间是否为线形关系:

undefined

undefined

投加2 g改性沸石对铜离子的吸附试验所得ρe/qe和ρe的关系曲线见图3。由图3可知,改性沸石对铜离子吸附的试验数据可以用Langmuir曲线较好地拟合。

投加不同量的改性沸石时,投加量对Cu2+吸附性能的影响见表1。由表1可知,改性沸石对Cu2+的吸附效率随着投加量的增加而增大,但当投加量增加到3 g时,吸附效率又开始下降,但是下降幅度不大。因此选择2 g作为最佳投加量。

2.3 pH值对吸附性能的影响

室温、吸附时间为50 min、改性沸石投加量为2 g时,溶液pH值对改性沸石吸附性能的影响情况见图4。

由图4可知, pH值≤5时,随pH值增大,恒定时的电导率减小;pH=6时,Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀,电导率变化不大;pH≥8时,电导率反而升高,从而表明pH≥6时,改性沸石对Cu2+没有吸附性能。因此, pH值为5时,改性沸石对Cu2+的吸附性能最佳。

2.4 溶液中共存离子对吸附性能的影响

为研究改性沸石对重金属离子的综合吸附性能,研究了在Zn2+、Ni2+、Cd2+等其他金属离子存在的条件下,改性沸石对Cu2+标准液的吸附性能。

将5 g改性沸石加入到分别含有0.005 g的ZnSO4、NiSO4、CdCl2、CuCl2和Cu(NO3)2的Cu2+标准液中,室温下搅拌50 min,测试结果见图5。由图5可知,ZnSO4、NiSO4、CdCl2、CuCl2和Cu(NO3)2对改性沸石吸附性能的影响规律基本一致,这些物质的存在不会影响其吸附性能。

3 结 论

以含Cu2+废水为处理对象,通过电导法,对改性沸石吸附溶液中重金属离子的行为进行了研究,考察了吸附时间、标准溶液的pH值、改性沸石的用量以及其他重金属离子等因素对吸附性能的影响,试验结果表明,当改性沸石的投加量一定时,电导率随试验时间延长而连续降低,直至恒定不变;随着改性沸石投加量的增大,电导率减小;最佳投加量为2 g,最佳pH值为5,去除效率为65%;ZnSO4、NiSO4、CdCl2、CuCl2和Cu(NO3)2的存在不会影响改性沸石对Cu2+的吸附性能。

改性沸石因自身的结构特点,对Cu2+表现出良好的吸附性能,且对Zn2+、Ni2+、Cd2+等离子也有一定的吸附能力。改性沸石作为一种价廉易得的优良吸附剂,可以作为化学法的后续处理,以解决单纯采用化学沉淀法处理含铜废水不能稳定达标的问题,其在电镀、冶金等废液处理与回收领域将有广阔的应用前景。

参考文献

[1]李爱阳,褚宏伟.改性斜发沸石处理电镀废水中的重金属离子[J].材料保护,2004,37(6):37~38.

[2]李虎杰,田煦,易发成.活化沸石对Pb2+吸附性能研究[J].非金属矿,2001,24(2):49~51.

[3]王风贺,姜炜,夏明珠,等.电导法研究丙烯酰胺反相微乳液聚合体系的稳定性[J].分析测试学报,2005,24(3):110~112.