生物吸附法去除重金屬離子地研究進(jìn)展

《生物吸附法去除重金屬離子地研究進(jìn)展》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、實(shí)用文檔生物吸附法去除重金屬離子的研究進(jìn)展摘要：本文主要對生物吸附去除重金屬離子污染的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合評述。首先，介紹了重金屬污染的危害和傳統(tǒng)去除重金屬離子的技術(shù)存在的局限性，指出生物吸附法作為新興的處理方法的優(yōu)勢；然后，討論了生物吸附劑的來源及特點(diǎn)，生物吸附重金屬的機(jī)理研究，影響重金屬生物吸附的因素以及重金屬離子的解析；最后，展望了生物吸附在去除重金屬離子的前景，也提出了其存在的局限性。1前言重金屬一般指密度大于4.5克每立方厘米的金屬，如鉛(Pb)、砷(As)、鎘(Cd)、汞(Hg)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)等。這些難降

2、解的重金屬隨工業(yè)廢水的超量排放對環(huán)境構(gòu)成威脅,通過食物鏈在生物體內(nèi)富集,破壞生物體正常代謝活動,危害人體健康。自從日本發(fā)生轟動世界的水俁病(汞中毒)和痛疼病(鎘中毒)后,如何治理重金屬廢水,已經(jīng)受到科學(xué)家們的普遍關(guān)注[1]。因此，有效地處理重金屬廢水、回收貴重金屬已經(jīng)成為當(dāng)今環(huán)保領(lǐng)域和食品安全領(lǐng)域中重要的課題。目前處理含重金屬廢水的方法主要有化學(xué)沉淀、溶解、滲析、電解、反滲透、蒸餾、樹脂離子交換與活性炭吸附等。各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)如表一所示.表1去除重金屬離子傳統(tǒng)技術(shù)[2]Table1Conventionaltechnologiesforh

3、eavymetalremoval處理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)化學(xué)沉淀和過濾簡單、便宜對于高濃度的廢水,分離困難效果較差,會產(chǎn)生污泥氧化和還原無機(jī)化需要化學(xué)試劑生物系統(tǒng)速率慢電化學(xué)處理可以回收金屬價格較貴反滲透出水好,可以回用需要高壓膜容易堵塞價格較貴離子交換處理效果好,金屬可以回收對顆粒物敏感樹脂價格較貴吸附可以利用傳統(tǒng)的吸附劑(活性炭)對某些金屬不適用蒸發(fā)出水好,可以回用能耗高價格較貴產(chǎn)生污泥標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔這些方法中,有些處理效果不好,難以滿足越來越嚴(yán)格的廢水排放標(biāo)準(zhǔn),另一方面,有些在經(jīng)濟(jì)上不可行,很大程度上限制了它們的實(shí)際應(yīng)用價值。而且由于污

4、染的危害性或金屬本身稀有性,我們在選擇處理方法時應(yīng)盡可能考慮其回收利用。生物吸附法作為一種新興的處理技術(shù),特別是在處理低濃度的重金屬廢水方面,有著極為廣闊的前景。所謂生物吸附法就是利用某些生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)與成分特性來吸附溶于水中的金屬離子,再通過固液分離去除水溶液中金屬離子的一種方法[3]。與非生物處理方法相比,生物吸附法的原材料來源豐富,品種多,成本低,不僅吸附設(shè)備簡單、易操作,而且具有速度快、吸附量大、選擇性好等優(yōu)點(diǎn),尤其在處理1一100ppm的重金屬水溶液時特別有效。在后處理方面,用一般的化學(xué)方法就可以解吸生物量上吸附的金屬離

5、子,且解吸后的生物量可再次吸附重金屬[4]。生物吸附重金屬是一個新興的研究領(lǐng)域。國外的研究開始于20世紀(jì)80年代，90年代發(fā)展較快，21世紀(jì)以來，我國也開始重視這項研究，但真正應(yīng)用于實(shí)踐的還比較少。生物吸附法回收重金屬由于其效率高,成本低,能耗少,不產(chǎn)生二次污染等眾多優(yōu)點(diǎn),成為最具前景的技術(shù)之一。2生物吸附劑來源及特點(diǎn)生物吸附是指用生物質(zhì)對金屬離子進(jìn)行被動吸附或者配合的技術(shù)。也就是指利用具體特性的生物質(zhì)(活的、死的或者衍生物)的配體和金屬離子之間發(fā)生離子交換、配合、協(xié)同和鰲合等作用[5]。與傳統(tǒng)的重金屬廢水治理技術(shù)(如化學(xué)沉淀法,電解法

6、,上浮法,離子交換法)相比,生物吸附法的吸附材料來源廣泛,其中原核微生物中的細(xì)菌、放線菌,真核微生物中的酵母菌、霉菌都具有吸附重金屬的能力，某些海藻如褐藻、綠藻、紅藻也表現(xiàn)出極強(qiáng)的吸附重金屬能力[6]。表2列出了國內(nèi)外已報道的用于重金屬吸附的生物吸附劑。表2　吸附貴金屬的主要生物吸附劑[7]Table2Themainbiosorbentsusedtoadsorppreciousmetal種類生物吸附劑細(xì)菌赤鏈霉菌、螺旋藻、脫硫弧菌、脫硫艾葉、青霉、枯草芽孢桿菌等真菌釀酒酵母、孢枝孢菌、黑曲霉、少根根霉、聚乙烯醇固定化生物、粗糙鏈孢菌等藻

7、類普通小球藻、馬尾藻、泡葉藻、馬尾藻苔、交聯(lián)CaCl2/Ca(OH)2的藻酸鹽等蛋白質(zhì)母雞蛋殼膜(ESM)、溶解酵素、牛血清蛋白(BSA)、卵清蛋白等苜蓿苜蓿、濃縮單寧凝膠、楊梅單寧固定膠原纖維膜、戊二醛交聯(lián)殼聚糖、殼聚糖硫/硫脲、二硫代草酰胺衍生物、殼聚糖衍生物等標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用文檔生物吸附劑與傳統(tǒng)的吸附劑相比，具有以下的特點(diǎn)：(1)適應(yīng)性廣，能在不同的pH、溫度及加工過程下操作；(2)選擇性高，能從溶液中吸附重金屬離子而不受堿金屬離子的干擾；(3)金屬離子濃度影響小，在低濃度（＜10mgL-1)和高濃度（＞100mgL-1）下，都有良好

8、的吸附金屬的能力；(4)對有機(jī)物耐受性好，有機(jī)物污染(≤5000mgL-1)不影響金屬離子的吸附；（5）再生能力強(qiáng)、步驟簡單，再生后吸附能力無明顯降低[8]。3生物吸附重金屬機(jī)理研究生物體吸收金屬離子的過程