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矿山含铜重金属废水微生物处理试验研究
2011-08-03
自矿区环境中筛选并培养出了嗜水气单胞菌,对配置的模拟含Cu2 + 废水和实际矿山含铜酸性废水采用嗜水气单胞菌进行 了试验研究,同时探讨了吸附机理。结果表明,影响该菌体吸附Cu2 + 的主要因素有溶液pH 值、预处理方式、吸附时间以及共存离 子、菌体浓度等;在一定条件下,该菌体能有效吸附Cu2 + ,实际矿山含Cu2 + 废水经二次吸附可达标排放。机理分析表明,菌体中的 NH2 和C = O 是微生物菌体吸附Cu2 + 的主要基团。
第 25 卷 第 3 期 矿 冶 工 程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol. 25 № 3 June 2005 2005 年 06 月 ① 矿 山 含 铜 重 金 属 废 水 微 生 物 处 理 试 验 研 究 1 ,2 2 2 邱 廷 省 , 江 乐 勇 , 唐 海 峰 ( 1. 北 京 科 技 大 学 土 木 与 环 境 学 院 ,北 京 100083 ; 2. 江 西 理 工 大 学 环 境 与 建 筑 工 程 学 院 , 江 西 赣 州 341000) 2 + 摘 要 : 自 矿 区 环 境 中 筛 选 并 培 养 出 了 嗜 水 气 单 胞 菌 ,对 配 置 的 模 拟 含 Cu 废 水 和 实 际 矿 山 含 铜 酸 性 废 水 采 用 嗜 水 气 单 胞 菌 进 行 2 + 了 试 验 研 究 ,同 时 探 讨 了 吸 附 机 理 。 结 果 表 明 ,影 响 该 菌 体 吸 附 Cu 的 主 要 因 素 有 溶 液 pH 值 、预 处 理 方 式 、吸 附 时 间 以 及 共 存 离 2 + 2 + 子 、菌 体 浓 度 等 ;在 一 定 条 件 下 ,该 菌 体 能 有 效 吸 附 Cu ,实 际 矿 山 含 Cu 废 水 经 二 次 吸 附 可 达 标 排 放 。 机 理 分 析 表 明 ,菌 体 中 的 2 + 2 NH 和 C = O 是 微 生 物 菌 体 吸 附 Cu 的 主 要 基 团 。 关 键 词 : 嗜 水 气 单 胞 菌 ; 铜 离 子 废 水 ; 生 物 吸 附 中 图 分 类 号 : X703 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 0253 - 6099(2005) 03 - 0050 - 04 2 + Treatment of Cu 2containing Mine Wastewater with A Hydrophila 1 ,2 2 2 QIU Ting2sheng , J IANGLe2yong , TANG Hai2feng ( 1. School of Civil & Environmental , Beijing Science and Technology University , Beijing 100083 , China ; 2. School of Envi2 ronmental &Architectural , Jangxi Sience and Technology University , Ganzhou 341000 , Jiangxi , China) Abstract : The A. hydrophila , which had been selected and cultivated from mine area , was applied in treatment of man2made 2 + 2 + Cu 2containing wastewater in the laboratory and real acidic Cu 2containing wastewater. The principle of its adsorption pro2 cess was probed. The results show that the main factors which affect the lead uptake are pH value、ways of pretreatment 、con2 2 + tacting time、co2existing ions、A. hydrophila concentration in solutions , etc. It was able to adsorb Cu efficiently. After two 2 + steps of the treatment , the concentration of heavy metal Cu in solution met the standard for treating wastewater. It was found that NH2 and C = O on the cell wall of A. hydrophila act as the main functions of uptaking lead. 2 + Key words : A hydrophila ; Cu 2containing wastewater ; biologic adsorption   随 着 我 国 经 济 的 高 速 发 展 和 工 业 化 进 程 的 加 快 , 用 提 供 较 好 的 理 论 基 础 。 铜 的 消 耗 量 增 大 ,成 为 一 种 稀 缺 性 资 源 ;而 另 一 方 面 , 2 + 1   实 验 仪 器 、药 剂 、材 料 及 研 究 方 法 含 Cu 废 水 大 量 排 放 ,因 其 具 有 不 可 降 解 性 和 能 在 生 物 体 内 逐 级 富 集 的 特 性 ,将 会 给 环 境 和 人 们 的 身 体 健 1. 1 实 验 仪 器 及 药 剂 2 + 康 造 成 极 大 的 损 害 。 目 前 处 理 含 Cu 废 水 的 方 法 主 要 有 化 学 沉 淀 法 ,树 脂 交 换 法 ,电 解 法 ,反 渗 透 法 、电 渗 析 法 等 。 这 些 方 法 在 某 种 程 度 上 取 得 了 很 好 的 效 果 , 但 同 时 也 存 在 二 次 污 染 、成 本 较 高 等 缺 点 。 而 生 物 吸 主 要 仪 器 设 备 有 :pH211 酸 度 计 ;J Y2002 电 子 天 平 ;800 型 离 心 沉 淀 器 ;752 紫 外 光 栅 分 光 光 度 计 ;A2 VATAR360SPIR 红 外 光 谱 仪 (美 国 NICOLET 公 司 ) ; HQ45 恒 温 摇 床 等 。 主 要 化 学 药 剂 有 氨 水 ,酚 酞 ,乙 酸 乙 酯 ,铜 试 剂 ,EDTA ,铜 粉 ,酵 母 膏 ,琼 脂 等 (均 为 分 析 纯 ) 。 2 + 附 方 法 因 其 吸 附 材 料 来 源 广 泛 ,处 理 含 Cu 废 水 ,特 2 + 别 是 低 浓 度 Cu 废 水 具 有 吸 附 量 大 ,吸 附 速 度 快 ,处 理 效 果 好 ,无 二 次 污 染 等 优 点 ,具 有 广 泛 的 应 用 前 景 。 1. 2 实 验 材 料 2 + 本 文 利 用 嗜 水 气 单 胞 菌 处 理 含 Cu 重 金 属 废 水 , 试 验 用 菌 种 为 嗜 水 气 单 胞 菌 ,是 笔 者 自 矿 区 环 境 中 筛 选 所 得 野 生 菌 种 ,经 培 养 32 h 后 离 心 收 集 的 菌 体 ,其 培 养 基 组 成 为 酵 母 汁 20 g ,KH2PO4 0. 66 g ,MgSO4 峰7H2O 1 g ,蒸 馏 水 1 000 mL ,pH = 9。 试 验 所 用 的 含 2 + 研 究 了 菌 体 吸 附 Cu 的 主 要 影 响 因 素 、菌 体 的 解 吸 2 + 附 、菌 体 吸 附 Cu 的 机 理 等 方 面 的 问 题 ,较 详 细 地 阐 2 + 述 了 嗜 水 气 单 胞 菌 处 理 含 Cu 重 金 属 废 水 的 过 程 、条 件 和 机 理 ,可 为 生 物 处 理 含 铜 离 子 废 水 技 术 的 实 际 应 2 + Cu 废 水 为 实 验 室 配 制 ,称 取 99. 999 %的 电 解 铜 溶 于 ① 收 稿 日 期 : 2004210210 作 者 简 介 : 邱 廷 省 (1962 - ) ,男 ,教 授 ,福 建 上 杭 人 ,博 士 生 研 究 生 ,主 要 从 事 环 境 教 学 与 科 研 工 作 。 第 3 期 邱 廷 省 等 : 矿 山 含 铜 重 金 属 废 水 微 生 物 处 理 试 验 研 究 51 2 + 硝 酸 溶 液 中 ,制 得 含 Cu 1. 00 g/ L 的 铜 离 子 溶 液 。 试 验 中 所 用 铜 离 子 溶 液 均 使 用 所 配 制 溶 液 或 根 据 实 验 需 要 利 用 所 配 制 的 溶 液 稀 释 而 成 。 体 的 吸 附 量 。 其 中 用 NaOH 处 理 菌 体 ,因 能 使 菌 体 暴 2 + 露 更 多 有 利 于 吸 附 Cu 的 活 性 基 团 ,因 而 预 处 理 效 果 最 好 。 从 表 1 可 以 看 出 ,随 着 NaOH 浓 度 的 上 升 ,菌 体 2 + 1 1 . 3 研 究 方 法 吸 附 Cu 的 能 力 不 断 下 降 。 因 此 ,NaOH 的 浓 度 不 能 . 3. 1 吸 附 试 验 取 一 定 量 菌 体 于 一 定 浓 度 铜 离 子 太 高 ,控 制 在 0. 05 mol/ L 左 右 较 合 适 。 2 + 溶 液 中 ,调 节 溶 液 的 pH 值 ,设 置 不 同 温 度 ,吸 附 一 段 时 间 后 离 心 取 上 清 液 ,采 用 二 乙 基 二 硫 代 氨 基 甲 酸 钠 2. 2 溶 液 pH 值 对 菌 体 吸 附 Cu 的 影 响 溶 液 pH 值 是 菌 体 吸 附 重 金 属 离 子 重 要 影 响 因 素 之 一 ,如 图 2 所 示 。 从 图 2 可 以 看 出 ,当 pH 值 从 2 增 大 到 3 时 ,菌 体 吸 附 量 快 速 增 加 ;当 pH 值 从 3 增 大 到 4. 5 时 ,菌 体 吸 附 量 缓 慢 下 降 ,在 溶 液 pH 值 为 3 时 ,出 现 了 一 个 吸 附 量 峰 值 为 98. 4 mg/ g。 [ 1] 比 色 法 在 752 型 分 光 光 度 计 上 进 行 铜 含 量 测 定 。 1 . 3. 2 吸 附 量 及 吸 附 率 的 计 算 Ci - Cf 吸 附 量 : q = 吸 附 率 : r = ; Cb V ( Ci - Cf ) VC Ci - Cf Ci = 式 中 q 为 吸 附 平 衡 时 单 位 吸 附 材 料 所 吸 附 的 溶 质 的 量 ,mg/ g ; Ci 为 吸 附 前 待 测 物 浓 度 ,mg/ L ; Cf 为 吸 附 后 待 测 物 浓 度 ,mg/ L ; Cb 为 吸 附 材 料 的 浓 度 ,g/ L ; V 为 溶 液 体 积 ,L 。 2 结 果 及 讨 论 2 . 1 化 学 预 处 理 对 菌 体 吸 附 铜 离 子 的 影 响 95 %的 乙 醇 ,0. 1 mol/ L 的 NaOH ,1 mol/ L 的 HCl 图 2 溶 液 pH 值 对 吸 附 的 影 响 Ci = 100 mg/ L , Cb = 1. 00 g/ L , t = 30 min , T = 30 ℃ 2 + 分 别 浸 泡 菌 体 ,对 菌 体 进 行 预 处 理 后 吸 附 Cu 的 试 验 2 + 2 . 3 时 间 对 菌 体 吸 附 的 影 响 结 果 如 图 1 所 示 。 菌 体 经 NaOH 预 处 理 后 吸 附 Cu 试 验 结 果 如 表 1 所 示 。 的 图 3 是 吸 附 时 间 对 菌 体 铜 离 子 吸 附 量 的 影 响 曲 2 + 线 。 从 图 3 可 以 看 出 ,菌 体 吸 附 Cu 的 过 程 非 常 迅 2 + 速 。 从 0~ 10 min , Cu 被 快 速 吸 附 ;10~ 30 min ,菌 体 吸 附 量 缓 慢 增 加 ;30 min 以 后 ,菌 体 吸 附 量 几 乎 没 有 变 化 。 因 此 在 后 续 试 验 中 ,可 以 取 吸 附 时 间 为 30 min。 2 + 图 1化 学 预 处 理 方 法 对 菌 体 吸 附 Cu 的 影 响 吸 附 条 件 : Ci = 50 mg/ L ,pH = 4. 5 Cb = 1. 00 g/ L , t = 30 min , T = 30 ℃ 表 1 不 同 NaOH 浓 度 预 处 理 方 法 对 菌 体 吸 附 的 影 响 NaOH 的 浓 度 / (mol峰L - 1) . 025 . 05 吸 附 后 Cu2 + 浓 度 / (mg峰L - 1 ) 图 3 时 间 对 吸 附 的 影 响 0 0. 18 0. 11 0. 6 Ci = 100 mg/ L ,pH = 3 , Cb = 1. 00g/ L , T = 30 ℃ 0 0 . 1 . 2 . 3 . 5 2 . 4 温 度 对 吸 附 的 影 响 图 4 为 温 度 对 菌 体 吸 附 Cu 的 关 系 曲 线 。 从 图 4 0 1. 1 2 + 0 0 1. 3 2 + 1. 5 可 以 看 出 ,随 着 温 度 的 升 高 ,菌 体 对 Cu 的 吸 附 量 几 2 +   吸 附 条 件 : Ci = 50 mg/ L ,pH = 4. 5 , Cb = 1. 00 g/ L , t = 30 min , T = 30 ℃ 乎 不 发 生 变 化 ,由 此 可 以 说 明 B02 菌 株 对 Cu 的 吸 附 是 非 依 赖 温 度 的 过 程 。 因 此 ,将 吸 附 温 度 控 制 在 20~ 30 ℃ 即 可 ,为 便 于 试 验 研 究 ,在 后 续 试 验 中 温 度 均 取 室 温 25 ℃ 。 从 图 1 可 以 看 出 ,用 乙 醇 和 NaOH 处 理 菌 体 ,都 有 2 + 利 于 菌 体 对 Cu 的 吸 附 ,用 HCl 处 理 菌 体 则 降 低 了 菌 5 2 矿 冶 工 程 第 25 卷 2 + 慢 。 另 一 方 面 ,随 着 Cu 浓 度 的 升 高 ,吸 附 率 不 断 下 降 ,这 是 因 为 菌 体 量 固 定 ,菌 体 所 提 供 的 活 性 基 团 是 有 2 + 限 的 ,继 续 增 加 Cu ,菌 体 也 不 能 对 其 有 吸 附 能 力 了 。 2 . 7 解 吸 附 及 解 吸 剂 的 选 择 试 验 2 + 为 了 回 收 吸 附 在 菌 体 上 的 Cu ,回 收 二 次 资 源 并 2 + 使 菌 体 再 利 用 ,有 必 要 对 吸 附 在 菌 体 上 的 Cu 解 吸 附 。 选 择 HCl 和 EDTA 作 为 解 吸 剂 ,试 验 结 果 如 图 7 所 示 。 从 图 7 可 以 看 出 ,用 HCl 和 EDTA 作 为 解 吸 剂 , 图 4 温 度 对 吸 附 的 影 响 2 + 都 能 较 好 的 解 吸 Cu ,当 用 价 格 低 廉 的 0. 1 mol/ L 的 2 + 吸 附 条 件 :Ci = 100 mg/ L ,pH = 3 , Cb = 1. 00 g/ L , t = 30 min HCl 作 为 解 吸 剂 时 ,Cu 的 解 吸 率 高 达 90. 4 %。 2 + . 5菌 体 浓 度 对 Cu 吸 附 过 程 的 影 响 2 + 2 菌 体 浓 度 对 Cu 吸 附 过 程 的 影 响 如 图 5 所 示 。 从 图 5 可 以 看 出 ,一 方 面 ,随 着 菌 体 浓 度 的 不 断 增 大 , 菌 体 吸 附 量 不 断 下 降 ,从 193. 2 mg/ g 快 速 下 降 到 33. 3 mg/ g ;另 一 方 面 ,随 着 菌 体 浓 度 的 升 高 ,吸 附 率 随 之 升 2 + 高 。 因 此 ,为 了 既 能 够 有 效 地 去 除 废 水 中 的 Cu ,又 能 够 节 约 菌 体 ,降 低 生 产 成 本 ,取 菌 体 浓 度 为 2. 00 g/ L 2 + 较 为 合 适 。 此 时 ,吸 附 后 Cu 的 浓 度 为 0. 3 mg/ L ,达 图 7 不 同 解 吸 剂 解 吸 效 果 的 比 较 到 了 国 家 一 级 排 放 标 准 。 2 . 8 菌 体 吸 附 2解 吸 附 试 验 为 了 尽 可 能 降 低 生 产 成 本 ,进 行 了 菌 体 经 多 次 吸 附 2解 吸 附 后 其 吸 附 率 和 解 吸 率 的 变 化 情 况 研 究 。 试 2 + 验 选 取 的 吸 附 条 件 为 100 mg/ L 的 Cu 溶 液 ,pH 值 为 3 ,菌 体 浓 度 为 2. 00 g/ L ,吸 附 时 间 为 30 min ,温 度 控 制 2 + 在 25 ℃ ;解 吸 附 条 件 为 在 吸 附 有 Cu 的 菌 体 中 加 入 0 . 1 mol/ L 的 HCl 浸 泡 30 min ,离 心 分 离 菌 体 ,取 上 清 2 + 液 测 试 Cu 浓 度 ,试 验 结 果 如 表 2 表 示 。 图 5 菌 体 浓 度 对 吸 附 的 影 响 吸 附 条 件 :Ci = 100 mg/ L ,pH = 3 , t = 30 min , T = 25 ℃ 2 + 表 2菌 体 对 Cu 的 吸 附 和 解 吸 附 试 验 结 果 次 数 吸 附 率 / % 吸 附 量 / (mg峰g - 1) 解 吸 率 / % 2 + 2 2 . 6 Cu 初 始 浓 度 对 菌 体 吸 附 过 程 的 影 响 1 2 3 4 5 6 99. 7 61. 3 53. 2 46. 8 41. 3 36. 2 49. 9 30. 7 26. 6 23. 4 20. 7 18. 1 90. 4 87. 2 85. 4 84. 6 83. 9 81. 5 固 定 吸 附 条 件 为 : 溶 液 pH 值 为 3 ,菌 体 浓 度 为 2 + . 00 g/ L ,吸 附 30min ,温 度 控 制 在 25 ℃ 。初 始 Cu 浓 度 对 吸 附 的 影 响 如 图 6 所 示 。 从 图 6 可 以 看 出 ,随 着 2 + Cu 初 始 浓 度 的 不 断 增 大 ,菌 体 吸 附 量 随 之 提 高 。 在 开 始 阶 段 ,吸 附 量 提 高 很 快 ,而 到 后 期 ,吸 附 量 提 高 缓 从 表 2 可 以 看 出 ,菌 体 经 多 次 吸 附 2解 吸 附 后 ,吸 附 率 、吸 附 量 和 解 吸 率 均 下 降 。 其 中 吸 附 率 、吸 附 量 两 项 指 标 下 降 较 快 ;而 菌 体 经 6 次 解 吸 附 后 ,解 吸 率 仍 达 到 了 81. 5 % ,解 吸 率 下 降 缓 慢 。 从 以 上 试 验 结 果 可 以 得 出 如 下 结 论 : ① 菌 体 经 多 次 吸 附 2解 吸 附 ,虽 然 吸 附 2 + 效 果 下 降 ,但 从 实 际 吸 附 Cu 的 作 用 来 看 ,仍 有 多 次 回 用 的 价 值 ;吸 附 效 果 下 降 的 原 因 可 能 是 因 为 重 金 属 2 + Cu 损 伤 了 部 分 菌 体 表 面 活 性 官 能 团 ,从 而 影 响 了 菌 体 再 吸 附 的 能 力 。 ② 菌 体 经 多 次 吸 附 2解 吸 附 ,解 吸 2 + 图 6 Cu 初 始 浓 度 对 吸 附 的 影 响 第 3 期 邱 廷 省 等 : 矿 山 含 铜 重 金 属 废 水 微 生 物 处 理 试 验 研 究 53 2 + 率 一 直 较 高 ,有 利 于 Cu 的 回 收 。 2 + . 9共 存 离 子 对 菌 体 吸 附 Cu 的 影 响 2 + 3 + 2 + 2 + 2 + 2 2 + Cu 和 Fe 、Cu 和 Zn 、Cu 和 Pb 3 种 浓 度 为 100 mg/ L 的 不 同 离 子 的 混 合 液 对 菌 体 吸 附 过 程 的 3 + 2 + 影 响 如 图 8 所 示 。 从 图 8 可 以 看 出 ,加 入 Fe 、Zn 、 2 + 2 + Pb 后 ,Cu 的 吸 附 率 都 有 不 同 程 度 的 下 降 ,特 别 是 3 + 2 + 加 入 Fe 后 ,Cu 的 吸 附 率 下 降 非 常 快 ,从 单 组 分 时 2 + 的 99. 7 %下 降 到 30. 4 %。 从 这 3 种 离 子 对 Cu 的 影 3 + 2 + 2 + 响 程 度 为 Fe > Zn > Pb ,这 是 因 为 共 存 离 子 的 加 入 ,对 菌 体 有 限 的 活 性 基 团 产 生 了 竞 争 吸 附 ,从 而 使 2 + 图 9 经 NaOH 处 理 后 菌 体 的 红 外 光 谱 Cu 的 吸 附 率 下 降 。 图 8 共 存 离 子 对 吸 附 的 影 响 吸 附 条 件 : Ci = 100 mg/ L ,pH = 3 , Cb = 2. 00 g/ L , t = 30 min , T = 25 ℃ 2 + 2 . 10 实 际 废 水 处 理 试 验 图 10 经 NaOH 处 理 的 菌 体 吸 附 Cu 后 的 红 外 光 谱 2 + 某 铜 矿 山 酸 性 含 Cu 废 水 ,在 菌 体 浓 度 2. 00 g/ - 1 从 图 9 和 图 10 可 以 看 出 ,3 292 cm 谱 带 为 NH2 的 L ,吸 附 时 间 30 min ,温 度 25 ℃ 的 条 件 下 经 嗜 水 气 单 胞 菌 2 次 吸 附 处 理 的 试 验 结 果 如 表 3 所 示 。 - 1 - 1 特 征 吸 收 峰 ,3 292 cm 谱 带 移 至 了 3 424 cm ,说 明 2 + - 1 Cu 与 NH2 发 生 了 配 位 ;1 655 cm 谱 带 为 C = O 的 特 - 1 - 1 2 + 征 吸 收 峰 ,1 655 cm 谱 带 移 到 了 1 639 cm ,说 明 Cu 与 C = O 发 生 了 配 位 。 因 此 ,从 以 上 测 试 结 果 可 以 得 出 表 3 实 际 废 水 处 理 试 验 结 果 废 水 废 水 浓 度 一 次 吸 附 后 成 分 / (mg峰L - 1) 浓 度 / (mg峰L - 1 一 次 吸 附 二 次 吸 附 后 的 去 除 率 / % 浓 度 / (mg峰L - 1 二 次 吸 附 去 除 率 / % ) ) 2 + Cu2 + Fe3 + Zn2 + Pb2 + 结 论 ,B02 菌 株 吸 附 Cu 的 主 要 官 能 团 是 NH2 和 C = O。 . 12 BSE 扫 描 电 镜 测 试 分 析 扫 描 电 镜 从 直 观 上 能 够 显 示 出 菌 体 吸 附 Cu 后 表 面 结 构 上 的 变 化 。 根 据 BSE 电 镜 的 工 作 原 理 38. 4 296. 5 5. 4 29. 4 45. 7 4. 4 — 23. 4 84. 6 18. 5 — 0. 3 0. 2 0. 5 — 99. 0 99. 6 88. 6 — 2 2 + [ 前 0. 01 4] , 从 表 3 的 试 验 结 果 可 以 看 出 , 经 一 次 吸 附 后 , 吸 附 在 菌 体 表 面 的 重 金 属 离 子 经 聚 焦 电 子 束 照 射 后 , 其 表 面 电 子 层 原 来 的 稳 定 态 转 变 为 激 发 态 ,产 生 二 次 电 子 ,继 而 被 收 集 极 收 集 后 ,流 经 电 阻 产 生 电 压 降 ,并 经 放 大 器 放 大 后 调 制 同 步 扫 描 的 显 象 管 亮 度 ,从 而 可 知 菌 体 吸 附 了 重 金 属 离 子 。 对 所 得 样 品 进 行 了 扫 描 电 镜 测 试 分 析 ,发 现 吸 附 后 的 菌 体 亮 度 很 明 显 ,并 且 亮 块 3 + 2 + 2 + 3 + Fe 、Cu 、Zn 的 浓 度 都 降 低 了 ,其 中 Fe 浓 度 大 幅 下 降 ,这 与 2. 9 部 分 共 存 离 子 的 影 响 试 验 结 果 相 吻 合 。 3 + 2 + 2 + 经 二 次 吸 附 后 ,Fe 、Cu 、Zn 的 浓 度 都 大 幅 下 降 ,且 均 能 达 标 排 放 ,这 说 明 用 嗜 水 气 单 胞 菌 对 去 除 实 际 矿 2 + 山 酸 性 废 水 中 的 Cu 是 有 效 的 ,具 有 较 好 的 实 际 应 用 2 + 前 景 。 密 而 且 较 为 集 中 ,证 明 菌 体 明 显 吸 附 了 Cu 。 结 合 上 节 中 红 外 光 谱 测 试 结 果 可 以 推 测 出 吸 附 机 理 是 一 个 以 表 面 络 合 作 用 为 主 的 物 理 化 学 反 应 过 程 。 2 . 11 红 外 光 谱 测 试 分 析 分 子 结 构 不 同 ,由 较 低 能 级 向 较 高 能 级 跃 迁 时 所 吸 收 光 的 能 量 不 同 ,因 而 可 以 形 成 不 同 的 特 征 吸 收 光 谱 ,因 而 可 用 红 外 光 谱 来 鉴 别 和 测 定 有 机 化 合 物 的 结 3 结 论 [ 2~ 3] 构 。 基 于 此 理 论 ,本 文 对 菌 体 吸 附 铜 离 子 的 过 程 1 ) 经 NaOH和 乙 醇 预 处 理 的 菌 体 ,其 吸 附 效 果 有 ( 下 转 第 57 页 ) 进 行 了 红 外 光 谱 测 定 ,测 试 结 果 如 图 9、图 10 所 示 。 第 3 期 刘 桂 华 等 : 氧 化 铝 生 产 中 水 合 硅 酸 钙 的 研 究 进 展 57 conditions[J ]. 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( 上 接 第 53 页 ) 所 提 高 ,而 经 HCl 预 处 理 的 菌 体 ,吸 附 能 力 下 降 。 次 吸 附 后 ,可 使 该 铜 矿 酸 性 废 水 中 的 重 金 属 离 子 如 3 + 2 + 2 + 2 + 2 ) 当 Cu 初 始 浓 度 为 100 mg/ L 时 ,菌 体 吸 附 铜 Fe ,Zn ,Cu 的 浓 度 分 别 降 至 0. 2 ,0. 5 ,0. 3 mg/ L , 离 子 的 较 佳 条 件 为 :溶 液 pH = 3 ,菌 体 浓 度 2. 00 g/ L , 完 全 可 达 标 排 放 。 2 + 2 + 吸 附 时 间 30 min ,温 度 25 ℃ 。 吸 附 后 废 水 中 Cu 浓 度 6) 菌 体 能 有 效 地 吸 附 Cu ;NH2 和 C = O 是 微 生 2 + 2 + 下 降 为 0. 3 mg/ L ,可 达 标 排 放 。 物 菌 体 吸 附 Cu 的 主 要 基 团 ,其 吸 附 机 理 可 能 是 Cu 2 + 3 ) HCl 和 EDTA 对 Cu 均 很 好 的 解 吸 效 果 ,其 中 与 菌 体 中 的 一 些 基 团 发 生 了 表 面 络 合 作 用 。 2 + 用 0. 1 mol/ L 的 HCl 进 行 解 吸 , Cu 的 解 吸 率 为 0. 4 %;经 多 次 吸 附 2解 吸 附 的 菌 体 ,吸 附 率 下 降 较 快 , 解 吸 率 可 始 终 维 持 在 80 %以 上 。 ) 共 存 离 子 试 验 结 果 表 明 :Fe ,Zn ,Pb 的 存 参 考 文 献 : 9 [1]   魏 复 盛 . 水 和 废 水 监 测 分 析 方 法 [M]. 北 京 :中 国 环 境 科 学 出 版 ,1993. 3 + 2 + 2 + 社 4 [ [ 2]   高 鸿 宾 . 有 机 化 学 [M]. 北 京 :高 等 教 育 出 版 社 ,1999. 2 + 3 + 2 + 在 ,均 会 降 低 Cu 的 吸 附 率 ,其 影 响 次 为 Fe > Zn > 3]   孟 令 芝 ,龚 淑 玲 ,何 永 炳 . 有 机 波 谱 分 析 [M]. 武 汉 :武 汉 大 学 出 版 2 + 3 + 2 + 2 + 2 + Pb ,说 明 Fe ,Zn ,Pb 均 会 与 Cu 产 生 竞 争 吸 附 。 社 ,2003. 5 ) B02 菌 株 处 理 某 铜 矿 酸 性 废 水 是 有 效 的 ,经 二 [ 4]   陆 家 鸣 . 现 代 仪 器 分 析 [M]. 北 京 :清 华 大 学 出 版 社 ,2001.
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