收藏本站
《湖南大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

黑藻生物吸附剂吸附水体中重金属离子的研究

黄灵芝  
【摘要】:随着全球生态环境的恶化,各国日益重视对水体中各种污染物的治理。生物吸附技术是环境领域近年来迅速发展起来的处理工业污染废水的新技术,它以各种生物(菌类或藻类)吸附废水中的重金属离子,与传统的离子交换法和沉淀法相比,生物吸附法具有投资少,效率高,消耗少,并能有效的处理低浓度重金属离子废水等优点,是治理重金属污染水质的新途径。 藻类细胞壁中的多聚糖可提供吸附重金属的位点,廉价而资源丰富的藻类对多种重金属表现出很强的吸附能力。本文选用廉价易得的黑藻作为生物吸附剂,通过分批实验,研究了黑藻对水体中重金属离子Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+的吸附影响因子、吸附热力学、吸附动力学及吸附机理,吸附平衡用Langmiur、 Freundlich和D-R等温吸附模型进行拟合。 通过吸附影响因子实验发现,黑藻吸附Pb2+的最佳pH值为4.0,黑藻吸附Cd2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+的最佳pH值为5.0。黑藻用量的最佳值为0.1g·(50mL)-1(2g/L),此时黑藻对Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+具有较高的吸附效率和吸附量。黑藻对Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+的吸附都为快速吸附过程,其中黑藻对Zn2+的吸附20min即基本达到平衡;黑藻对Pb2+、 Cu2+、Ni2+的吸附,在前30min随着时间的增加,吸附量很快增加,30min后吸附量基本稳定;黑藻对Cd2+的吸附,前60min内的吸附量为吸附总量的95%;实验中黑藻对Pb2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+的吸附时间为60min,对Cd2+的吸附时间为120min。黑藻对Pb2+、Cd2+Zn2+、Cu2+和Ni2+的吸附都随着温度的升高而稍有降低。 实验结果表明,黑藻对Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+的吸附都符合Langmiur、 Freundlich和D-R等温吸附模型,其吸附能力依次为:Pb2+Cd2+Zn2+Cu2+Ni2+。黑藻吸附Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+的吸附自由能大小依次为Pb2+Cd2+Zn2+、Cu2+、Ni2,且都大于8kJ/mol,表明吸附过程为化学吸附。根据吸附热力学参数可知,黑藻吸附重金属离子过程自发进行程度依次为:Pb2+Cd2+Zn2+Cu2+Ni2+,且吸附过程都为放热过程。 黑藻对Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+的吸附动力学过程符合Pseudo二级动力学方程,由动力学常数k:可知,黑藻吸附重金属离子的吸附速率依次为:Zn2+、Ni2+Pb2+、Cu2+Cd2+ 通过ICP-AES比较黑藻吸附Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+前后的黑藻中主要元素浓度的变化,发现吸附后Pb、Cd、Zn、Cu、Ni增加,而K、Na、Mg减少,由此可知,在吸附过程中,发生了阳离子交换。通过SEM-EDX对黑藻吸附Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+前后进行能谱分析可知,在黑藻吸附Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+的生物吸附过程中,发生了阳离子交换吸附。比较黑藻吸附Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+前后的傅立叶红外变换光谱图,发现峰形基本不变,但羟基中C-O伸缩振动峰和硫酸基特征峰的波数向低波数明显移动,表明硫酸基和C-O参与了吸附过程。解吸实验表明,用EDTA可以对重金属离子进行回收。 实验表明黑藻是一种高效、经济适用的生物吸附材料,可用来吸附水体中的Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+和Ni2+。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703;X173

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王军,吴文远;荧光级氧化铕中杂质的控制[J];包头钢铁学院学报;2002年04期
2 朱一民,周东琴,魏德洲;Norcardiaamarae菌体对水相中Pb~(2+)的吸附特性[J];东北大学学报;2003年10期
3 倪丙杰;徐得潜;刘绍根;;污泥性质的重要影响物质—胞外聚合物(EPS)[J];环境科学与技术;2006年03期
4 高光;伊乐藻、轮叶黑藻净化养鱼污水效果试验[J];湖泊科学;1996年02期
5 郭嘉;陈延林;罗晔;许魁;;新型离子交换纤维的应用研究及展望[J];高科技纤维与应用;2005年06期
6 王成雨;李洋洋;赵玉华;;FeS处理电镀含铬废水的研究[J];工业安全与环保;2008年02期
7 李倩倩,李义久,相波;高分子螯合剂在重金属废水处理中的应用[J];工业水处理;2004年07期
8 徐惠娟,廖生赟,龙敏南,许建宾;啤酒酵母生物吸附镉的研究[J];工业微生物;2004年02期
9 韩润平,蒋海涛,陆雍森;酵母菌对Cr(Ⅵ)的生物吸附作用[J];环境保护科学;2001年02期
10 吴开芬,李书申,刘芳,韩式荆;聚芳醚酮超滤膜的研究[J];环境化学;1993年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钱光毅;;城市污泥的一种全新处理方式[J];四川建筑科学研究;2009年04期
2 吴涓,肖亚中;黄孢原毛平革菌菌丝球对Pb~(2+)的动态吸附及其洗脱[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年01期
3 王金;张庆庆;汤斌;;一株高耐铜菌株的分离及富集特性研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2007年01期
4 倪正;陶玉贵;王文强;秦昌云;徐艳秋;;响应面法优化胞外聚合物的提取方法[J];安徽工程大学学报;2012年01期
5 徐从安;李偏;杨浩;张明礼;;吸附剂吸附~(241)Am影响因子的探讨[J];安徽农业科学;2009年05期
6 冯思琦;魏炜;张黎;;紫外诱变选育高效降酚菌及其降酚性能研究[J];安徽农业科学;2010年02期
7 曹军;尤雅婷;徐国想;;海带吸附铜、镍离子的研究[J];安徽农业科学;2010年14期
8 王军霞;张亚娟;刘存歧;王敬飞;王亚斌;吴亦红;;水生植物在富营养化湖泊生物修复中的作用[J];安徽农业科学;2011年10期
9 朱华玲;班立桐;徐晓萍;;食用菌对重金属耐受和富集机理的研究进展[J];安徽农业科学;2011年13期
10 孟娜;张雁秋;李燕;徐玉洁;刘礼鹏;;功能化介孔材料的重金属吸附试验[J];安徽农业科学;2011年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 彭建华;陈文祥;郑金秀;;综合生物措施处理养殖废水初探[A];全国畜禽和水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集[C];2008年
2 王瑀;王丹;商士斌;宋湛谦;王宏晓;;木粉吸附剂的制备研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
3 包艳玲;戴光泽;闫春江;李美霞;牛正帅;谢鹏;;炭纤维复合表面改性对水中微生物固着性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
4 朱银红;刘辉利;朱义年;陈余道;;铅污染及其防治与修复技术[A];地球科学与资源环境——华南青年地学学术研讨会论文集[C];2003年
5 李明玉;马培培;;聚合硅酸硫酸铁去除微污染饮用水原水中As(Ⅲ)的研究[A];二氧化氯研究与应用——2011二氧化氯与水处理技术研讨会论文集[C];2011年
6 秦益民;刘静洁;施冰冰;章文涛;沈笠超;;海藻酸和甲壳胺共混材料在污水处理中的应用[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
7 杨绘;邓辅唐;孙珮石;卿小燕;杨常亮;;凤眼莲对滇池富营养化水体中氮磷的吸收性能研究[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集(下卷)[C];2007年
8 张军方;张强;张维;;应用黔产天胡荽同步去除水中微量无机汞与甲基汞的研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
9 宋慧平;;生物吸附法处理含重金属废水的研究进展[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
10 郑德圣;鲁安怀;高翔;赵谨;马生凤;;天然锰钾矿处理含Cd~(2+)废水实验研究[A];第二届全国环境矿物学学术研讨会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王金霞;大型海藻微球体的生物反应器培养和应用基础研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2010年
2 王庆伟;铅锌冶炼烟气洗涤含汞污酸生物制剂法处理新工艺研究[D];中南大学;2011年
3 李青竹;改性麦糟吸附剂处理重金属废水的研究[D];中南大学;2011年
4 刘明学;微生物与锶铀相互作用及其机理研究[D];电子科技大学;2011年
5 屈建;基于金属离子配位作用增强壳聚糖三维材料的研究[D];浙江大学;2011年
6 陈文宾;微生物固定化技术在室内养殖海水净化中的应用研究[D];中国矿业大学;2010年
7 葛洁;生物滴滤塔净化H_2S气体的菌种筛选、填料改性及反应动力学分析[D];西安建筑科技大学;2011年
8 方临川;重金属与细菌—土壤活性颗粒微界面互作的分子机制[D];华中农业大学;2011年
9 顾家伟;尼罗河三角洲泻湖沉积物重金属时空分布特征及其环境意义[D];华东师范大学;2011年
10 黄利东;湖泊沉积物对磷吸附的影响因素研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鲁菲菲;交联氨基魔芋葡甘聚糖的制备及对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的吸附研究[D];华中农业大学;2010年
2 李倩;不同结构氧化锰矿物氧化硫化物动力学特点及影响因素[D];华中农业大学;2010年
3 罗均;柚皮纤维素的制备、琥珀酸酐改性及其对重金属离子的吸附性能研究[D];华中农业大学;2010年
4 时胜男;真菌和细菌协同脱色偶氮染料及其脱色特性研究[D];辽宁师范大学;2010年
5 李阿娜;青梅酒发酵工艺优化及发酵动力学研究[D];安徽农业大学;2010年
6 宋春春;富营养化水体中三种水生植物生理生化特性研究[D];浙江农林大学;2010年
7 于占花;隐钾锰矿型钾离子筛的制备及其应用[D];中国海洋大学;2010年
8 王方;硫酸盐还原菌对酸性废水中重金属的生物沉淀作用研究[D];中国海洋大学;2010年
9 官章琴;农林废弃物对废水中Cr(Ⅵ)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性研究[D];中国海洋大学;2010年
10 杨秀丽;海藻中几种金属元素形态的研究[D];中国海洋大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 司友斌,岳永德,吴在鹏,王如意,邓大鹏;铜绿微囊藻对苯酚的富集与降解[J];安徽农业大学学报;2000年03期
2 颜家保,王光辉,王敬,吕芹,杜健敏,张俊;用亚硫酸钠处理硅钢含铬废水的实验研究[J];北方环境;2005年02期
3 万宏,张昀;降解稻草对蓝藻生长的抑制作用[J];北京大学学报(自然科学版);2000年04期
4 叶锦韶,尹华,彭辉,贾宗剑;重金属的生物吸附研究进展[J];城市环境与城市生态;2001年03期
5 龚莉萍,张甲耀,罗宇煊;微生物在环境保护中的应用现状及发展趋势[J];重庆环境科学;2001年02期
6 魏德洲,朱一民,周东琴;Norcardia Amarae菌吸附Hg~(2+)的研究[J];东北大学学报;2003年09期
7 蒋建国,王伟,赵翔龙,甑晓月,那崇铮;重金属废水处理药剂的开发与应用实验研究[J];大连铁道学院学报;1998年02期
8 胡稳奇,张志光;微生物方法在重金属污染处理中的应用现状及展望[J];大自然探索;1995年02期
9 刘艳如,陈盛,余萍,李美春;水溶性壳聚糖与锌的络合[J];福建师范大学学报(自然科学版);1998年02期
10 徐羽梧,高峰,董世华;螯合树脂研究 ⅩⅩⅤ.环硫(氧)氯丙烷与三(二)乙醇胺钠盐反应合成硫氮杂冠醚型树脂[J];高分子学报;1996年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜烛;张宝善;胡海霞;;霉菌吸附重金属离子的研究进展[J];微生物学通报;2008年07期
2 李志东;宋旭鹭;梁伟;张洪林;蒋林时;邱峰;;啤酒酵母吸附重金属离子镉的研究[J];酿酒科技;2006年06期
3 蔡佳亮;黄艺;郑维爽;;生物吸附剂对废水重金属污染物的吸附过程和影响因子研究进展[J];农业环境科学学报;2008年04期
4 孙玉寒;周飞;王钦钦;任芸芸;;食用菌菌糠对重金属离子的吸附性[J];西安工程大学学报;2011年01期
5 李琛;;藻类在含重金属废水处理中的应用[J];电镀与精饰;2011年02期
6 张建梅,钮因安,孙林娟,陆新序;东京根霉对水中重金属离子铜、镍吸附的研究[J];湖州师范学院学报;2005年02期
7 陈思嘉;郑文杰;杨芳;;蓝藻对重金属的生物吸附研究进展[J];海洋环境科学;2006年04期
8 李洪强;刘成伦;徐龙君;;微生物吸附剂及其在重金属废水处理中的应用[J];材料保护;2006年11期
9 张亚娟;;黑根霉菌对重金属废水的生物吸附及其固定化技术[J];环保科技;2009年03期
10 秦益民;陈洁;宋静;李翠翠;马利伟;马伟军;周云;朱巍敏;;改性海带对铜离子的吸附性能[J];环境科学与技术;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王袁;蒋平;刘可柯;程胜高;;改性膨润土去除废水中重金属离子的应用前景[A];中国矿物岩石地球化学学会第12届学术年会论文集[C];2009年
2 令狐文生;徐江锋;徐景华;;污泥焚烧过程中重金属离子迁移规律研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
3 高敏;薛宝龙;高龙成;;含硫聚电解质的合成及在水处理应用[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
4 邵颖;徐伟民;芮春芳;;羧甲基交联壳聚糖树脂对重金属离子的吸附及树脂再生研究初探[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
5 常玉芬;宁桂玲;林源;;一种球状高分子聚合物对污水中重金属离子的分离作用[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
6 袁亚仙;姚建林;马君银;顾仁敖;;重金属离子的电化学与表面增强拉曼光谱检测[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(上集)[C];2005年
7 沈敏;杜平;薛爱芳;李胜清;陈浩;;交联羧甲基魔芋葡甘聚糖柱预富集—GFAAS测定痕量铅、镉、铜的研究[A];湖北省化学化工学会第十一届分析化学专业年会论文集[C];2007年
8 王丽娟;刘树深;葛会林;;四种重金属离子对明亮发光杆菌急性和亚急性毒性的比较研究[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
9 吴爱华;于广河;孔小禹;冉庆凯;赵亚娟;;高分子纳米吸附剂在环境水污染控制中的研究[A];中国化学会第27届学术年会第02分会场摘要集[C];2010年
10 王艳红;任茂明;孙津生;;趋磁性细菌的培养及其在污水处理方面应用的研究[A];第二届全国传递过程学术研讨会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘霞;“超级沙”可高效吸附水中重金属离子[N];科技日报;2011年
2 记者 宗文雯;快速测水中重金属离子[N];苏州日报;2009年
3 曹明明;重金属离子检测不容忽视[N];中国纺织报;2005年
4 王继成;不惜重金“治污水”[N];中国有色金属报;2008年
5 史红霞;金川集团污水处理站扩能改造工程实现双过半[N];中国有色金属报;2008年
6 杭春燕;植物修复:神奇的土壤“改良术”[N];新华日报;2005年
7 ;电镀业让人欢喜让人忧[N];西安日报;2004年
8 菏泽学院化学化工系 黄英雄;几种污水处理的材质[N];菏泽日报;2008年
9 记者 李文峰 通讯员 周建成;株冶年减少新水用量200万吨[N];湖南日报;2010年
10 ;轮叶黑藻生物学特性[N];江苏农业科技报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄灵芝;黑藻生物吸附剂吸附水体中重金属离子的研究[D];湖南大学;2011年
2 郭祥峰;亲水性萘酰亚胺阳离子荧光分子探针的设计、合成及性能[D];大连理工大学;2004年
3 任月明;铜离子印迹磁性生物吸附材料的制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
4 王艳;黄土对典型重金属离子吸附解吸特性及机理研究[D];浙江大学;2012年
5 郑蕾;活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 姜爱莉;柄海鞘的生理能量学及对重金属的富集作用[D];大连理工大学;2007年
7 王春峰;利用粉煤灰合成沸石技术与吸附性能研究[D];南京理工大学;2009年
8 赵晓伟;新型吸附材料的制备及其对溶液中重金属离子的吸附性能研究[D];吉林大学;2012年
9 徐勤松;黑藻对水体Cd、Cu、Zn污染的反应机制研究[D];南京师范大学;2004年
10 吴小宁;分散支撑液膜中重金属离子的传输与分离研究[D];西安理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈雪贤;球衣菌吸附重金属离子工艺条件及其机理的研究[D];福建师范大学;2005年
2 祁玉芬;趋磁细菌吸附水相中重金属离子研究[D];天津大学;2007年
3 朱波;用于重金属离子吸附的生物吸附剂的初步研究[D];上海交通大学;2008年
4 刘益浩;斜生栅藻与重金属的相互作用研究[D];河海大学;2007年
5 施红;生物吸附法处理废水中重金属离子的研究[D];河海大学;2006年
6 梁莎;橘子皮生物吸附剂化学改性合成及其对重金属离子吸附研究[D];中南大学;2010年
7 肖彩梅;化学改性柿子生物吸附剂及其对重金属离子吸附研究[D];中南大学;2011年
8 周芸;啤酒酵母对水中重金的吸附研究[D];北京化工大学;2008年
9 赵芳玉;临江三级硅藻土吸附重金属的研究[D];吉林大学;2009年
10 李健中;重金属对生物脱氮除磷系统中微生物的毒性影响[D];广州大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026