生物吸附法处理重金属废水的研究进展

34玉溪师范学院学报(第22卷)2006年第3期JournalofYuxiTeachersC011。geV01．22No．3Mar．2006夺化学研究专生物吸附法处理重金属废水的研究进展肖娜黄兵敖勇王燕燕李旭①(昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明650093)[关键词]生物吸附；废水处理；重金属废水[摘要]微生物吸附法在投资、运行、操作管理和金属回收、水回用等方面均优于传统的氢氧化物沉淀法、蒸发浓缩法、电积、离子交换法、活性炭吸附法工艺．从目前的情况看，建立简便、费用少、综合治理效果好的废水处理体系新工艺、新生物吸附剂、新方法是生物处理重金属废水的主要研究和发展方向．[中图分类号]X703．1[文献标识码]A[文章编号]1009—9506(2006)03—0034—05目前，常用的处理重金属废水的方法主要有：氢氧化物沉淀法、蒸发浓缩法、电积、离子交换法、活性炭吸附法等，⋯其中应用最广泛的是氢氧化物沉淀法、离子交换法和活性炭吸附法．氢氧化物沉淀法的优点是可处理大量的高浓度的废水；而离子交换法中离子交换树脂的交换容量有限，达到饱和后，就不能再吸附金属离子．近年来，利用微生物从稀溶液中吸附重金属的研究取得了多项成果，从运用情况看，利用微生物吸附废水中的重金属在投资、运行、操作管理和金属回收、水回用等方面优越于传统的治理方法(见表1)．‘21表1相关反应物的标准电极电势由表l可见，微生物吸附法在许多方面均优于传统工艺．此外，微生物吸附法处理电镀废水工艺与传统的物理化学工艺相比，最大差别是在运行过程中微生物能不断地增殖，且去除金属离子的量随生物量增加而增加．而离子交换法中离子交换树脂的交换容量有限，达到饱和吸附后，就不能再去除金属离子；化学沉淀法中，作用物的化学计量也是一定的，无增殖的可能．因此，开发和利用生物吸附剂处理重金属废水使废水处理的技术向着无毒、无害、无二次污染的方向迈进了一大步．1生物吸附重金属离子的研究现状生物吸附法作为一种新兴的废水处理技术，在处理低浓度重金属污染废水方面有着极为广阔的应用前景．自从Ruchhoft‘31提出用微生物吸附法(活性污泥法)去除废水中的Pu：。，以后，国外对此进行了广泛的研究，如Greene‘41使用藻类去除水中的金；Tsezos‘51和Mara—non‘61使用真菌吸附水中的铀；Ferguson和Breu一①[收稿日期]2005—11—21[作者简介]肖娜(1971一)，女，湖南邵阳人，硕士研究生，主要从事生物法处理金属废水研究万方数据肖娜黄兵敖舅王燕燕李旭：生物吸附法处理重金属废水的研究进晨35er【_7’副等利用泥炭藓去除水中的Fe、m、Pb、Cu、Cd、zn等金属离子，均取得较令人满意的效果．国内的孙国玉心川等用假单孢菌81001号菌株加活性污泥处理电镀废水获得了一定的效果．目前，国外已经有使用死的微生物制成生物吸附剂去除水中重金属的专利¨2’15J，如：AMT—BIOCLAIM工艺就是利用某种微生物制成球状吸附剂吸附水中重金属离子．在美国已有两个科研机构提供商业用途的生物吸附剂，一个是以含微生物的废弃物为对象，另一个是以藻类为对象．在国内，比较成功的进行工业化处理重金属工业废水的是中国科学院成都生物研究所¨3|，自1986年以来，该所从电镀污泥、废水及下水道铁管内分离筛选出35株菌株，从中获得高效净化cr(Ⅵ)及其它重金属的sR系列复合功能菌．在锦江电机厂、红光实业股份有限公司、中国人民解放军第5701工厂、西南航空飞机维修公司等厂应用，获得了显著的环境和经济效益．细菌、放线菌、真菌以及海藻类作为生物吸附剂，对很多金属离子有富集作用，见表2【9’10J．表2微生物对金属离子的吸附作用由表2可以看出，不同的生物种类对不同的金属离子有特殊亲缘性．细菌及放线菌对某些碱士金属和过渡金属有较高的分离能力，其对金属的吸附作用，一般认为是菌体细胞壁起作用，吸附过程包括离子交换．真菌类微生物由于菌丝体粗大，所以具有吸附后易于分离及吸附量大等特点，它们可以吸附u，111，Pb，Cr，Ra，cd，cu等多种金属离子，其对金属离子的吸附和细菌类似，大多富集在细胞壁上，且都是可逆过程，吸附速率快．海藻类微生物是生物吸附剂的一大组成部分，它们可以吸附多种金属离子，如co，cd，Ag，cu，Zn，Mn，Pb，Au等，而且吸附量往往很高．微生物对金属离子的富集大多是一个快速的过程，它们在较短时间内可以除去溶液中的大部分金属离子，且过程可逆，一般可用各种解吸剂解吸回收．2生物吸附法对重金属离子的吸附机理所谓生物吸附法就是利用某些微生物本身的化学成分及结构特性来吸附溶于水中的重金属离子，再通过固液两相分离去除水中的重金属离子的方法．生物吸附重金属的机理十分复杂，至今尚未有统一的理论，但按是否消耗能量主要可分为活