生物法是目前含铬废水处理中备受关注的新方法之一。随着对生物法处理含铬废水的研究日益深入,研究的重点逐渐从生物材料的选择、不同反应条件对Cr(VI)还原的影响转移到总Cr吸附效率的提高以及生物法除铬的机理解释等方面。 微生物活体和死体对含铬废水均有一定程度的除Cr(VI)作用,但各有特点。微生物活体在除Cr(VI)过程中存在受环境条件影响大、菌丝球大小不规则、菌丝球易解体等缺点。而微生物死体具有体积小,保存简单,运输方便,效果/体积比大等优点。同时,利用生物体死体去除废水中Cr(VI)的过程不会受到生物体自身变化的影响,受外界干扰少。因此,研究微生物死体与Cr的相互作用更有实用价值。 本文以烟束曲霉死菌体为研究对象,首先探明了其在模拟含铬废水中的除Cr(VI)特性,考察了多种因素的影响作用。通过对烟束曲霉死菌体进行化学预处理,改变菌体对Cr(VI)的还原效果以及对总Cr的吸附效果,筛选出能最大提高总Cr吸附效率的预处理试剂。在此基础上,考察了CTAB试剂预处理烟束曲霉死菌体的除Cr(VI)效果、对Cr(Ⅲ)的吸附效果以及解吸情况。最后结合FTIR分析和已有的研究结果,初步解释了烟束曲霉死菌体与Cr相互作用的机理。 烟束曲霉死菌体对模拟含铬废水中的Cr(VI)有良好的去除特性。在初始pH值2.00,温度30℃,投加量0.50 g,Cr(VI)初始浓度20 mg/L的条件下,烟束曲霉死菌体可在24h内将溶液中的Cr(VI)全部还原为Cr(Ⅲ),并将一部分还原产物Cr(Ⅲ)吸附在其表面,平衡时的总Cr吸附率为31.9％。烟束曲霉死菌体与Cr(VI)的作用同时包含还原作用与吸附作用两个过程。烟束曲霉死菌体对Cr(VI)的还原作用与pH值密切相关,低pH有利于还原反应的进行。Cr(VI)的还原过程消耗H+,会导致体系pH值一定程度的升高。烟束曲霉死菌体对Cr(VI)及Cr(Ⅲ)均有吸附作用。吸附在菌体上的Cr(VI)在酸性环境下被还原成Cr(Ⅲ),部分Cr(Ⅲ)被吸附直至吸附平衡。溶液初始pH值,Cr(VI)初始浓度,菌体投加量及温度均对菌体的Cr(VI)还原效果和总Cr吸附效果产生影响。 化学试剂预处理会改变烟束曲霉死菌体的Cr(VI)还原效果以及总Cr吸附效果。其中CTAB预处理烟束曲霉死菌体能提高其对总Cr的最大吸附率,2 h内总Cr最大吸附率达到72.4％,远远高于其他试剂预处理烟束曲霉死菌体的效果。 烟束曲霉死菌体经CTAB预处理后,对Cr(VI)的吸附能力有明显增强,而对Cr(Ⅲ)的吸附能力无明显提高。吸附平衡后,吸附在CTAB预处理烟束曲霉死菌体上的Cr 90％ 以上为Cr(III)形态。CTAB预处理烟束曲霉死菌体对总Cr的吸附规律在不同的条件下(溶液初始pH值、Cr(VI)初始浓度、菌体投加量、温度)均有良好的重现性,CTAB预处理烟束曲霉死菌体对Cr(VI)的还原以及对总Cr的吸附规律与原死菌体一致。CTAB烟束曲霉死菌体在含铬废水中的除Cr(VI)过程机理大致为：预处理死菌体吸附Cr(VI);预处理死菌体还原Cr(VI);预处理死菌体释放部分Cr(III);反应完全与吸附平衡四个过程。