啤酒酵母对水中重金的吸附研究

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我国矿山开采及加工利用、工业废水排放、垃圾填埋等人类活动对地下水的重金属污染问题极为严重,因此,开发一种成本低、处理效果好的重金属污染水处理技术已迫在眉睫。本研究针对我国重金属污染废水体积大浓度低的特点,结合废弃啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)价格低廉优势,进行了啤酒酵母对Cu2+、Ag+、Co2+、Sr2+、Cs+等五种常见离子的吸附研究,主要工作如下:1、结果表明,啤酒酵母吸附Cu2+、Ag+的实验中,最佳反应pH均在4-5之间;Cu2+的最佳反应温度范围为20℃-30℃,啤酒酵母吸附Ag+的过程不受温度影响;Cu2+、Ag+的吸附过程可以分为两个阶段,第一阶段是快速吸附,发生在细胞壁表面,主要以物理吸附和离子交换过程为主,第二阶段吸附过程慢,通过主动运输进入细胞内部,消耗细胞新陈代谢所产生的能量。在反应的前10min内,Cu2+的吸附量就可达最大吸附量的93.38%,Ag+的吸附量就可达最大吸附量的86.6%,他们的最佳反应时间均为3 h。2、Langmuir方程、Freundlich方程均能很好描述啤酒酵母对Cu2+的等温吸附过程,但以Langmuir方程最优,相关系数为0.999 42,吸附方程为q=7.928 33·c/(c+1/0.986 7);Ag+的吸附等温过程符合Langmuir方程,对Fredulich方程效果偏差,拟合的Langmuir方程为q=49.7265·c/(c+1/0.00825),相关系数为0.98572。3、通过对Co2+、Sr2+、Cs+两两离子混合溶液的比较,可以看出啤酒酵母对这三种离子的吸附能力大小为Sr2+>Co2+>Cs+,这可能与它们迁移的存在形态有关,铯的迁移形态为简单阳离子Cs+;钴的主要形态为CoHCO3+和Co2+·xH2O,锶的迁移形态为SrHCO3+,Sr2+·6H2O。
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