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活性污泥胞外聚合物提取方法及其对重金属离子的吸附研究

吕英  
【摘要】: 在污水处理工艺日益改进的今天,研究学者加大了对活性污泥胞外聚合物(EPS)的性质和功用的研究。其中包括对其提取方法的研究,其提取方法分为物理方法和化学方法,寻找出既能保证EPS的结构和又能将其提取完全的方法是急需解决的问题。另外,胞外聚合物做为一种新型的生物吸附剂来吸附重金属离子越来越受到人们的重视,人们注意到在活性污泥法处理工艺中,胞外聚合物对重金属离子的去除发挥着重要的作用,从而将提取出来的胞外聚合物做为金属离子的吸附剂加以应用成为国内外研究的热点课题。 本文从这两个研究方向入手,一方面以膜生物反应器活性污泥为原材料,通过三种物理方法:热提法、高速离心法和超声波法从中提取出胞外聚合物,对每种方法的提取条件进行适当的变化,从而找出各自的最优提取条件,在各自最优条件下分别提取出一定量的胞外聚合物,进行对比比较,从而找出最佳的提取方法。另一方面,利用最佳方法提取出一定量的胞外聚合物作为吸附剂,研究其对Cu~(2+)、Ni~(2+)和Cr~(3+)这几种重金属离子的吸附去除效果,寻求最佳的吸附条件,考察其作为金属离子的生物吸附剂的可行性。同时,研究EPS在贵重金属离子(Ag+)的回收上的实用价值。 实验的结果表明在这三种物理方法提取结果当中,热提法(80℃,15min)提取的胞外聚合物的量最多而且对细胞的破坏程度也比较小,为最佳提取方法。胞外聚合物对Cu~(2+)、Cr~(3+)和Ni~(2+)三种重金属离子吸附适宜pH值分别为3~5,4~6和4~6;适宜投加比例(EPS质量:金属离子质量)分别为1.8:1,1.6:1和2:1,EPS对不同的金属离子吸附机理不同,对一种金属离子吸附饱和后对其他金属离子同样有吸附作用。对贵重金属离子Ag~+有一定的吸附作用,从而将胞外聚合物用于贵重金属离子的回收有一定的潜力。


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