活性污泥对重金属离子的吸附研究

第4卷第9期2009年9月1活性污泥对重金属离子的吸附研究程永清，杨晶华，胡权刚（西北工业大学理学院应用化学系，陕西西安，710072）摘要：研究了城市污水处理厂产生的活性污泥对Cr6+，Hg2+和Cd2+三种重金属离子的吸附特征及其主要影响因素。实验表明，活性污泥对上述三种重金属离子有较强的吸附作用，体系的pH值和吸附时间等对吸附的影响较为重要。关键词：活性污泥；生物吸附；重金属离子中图分类号：00000文献标识码：A文章编号：1673－7180(2009)09－0000－0StudiesonfactorsaffectingtheactivatedsludgesorptionofheavymetalionsChengYongqing；YinXiaomin；HuQuangang(DepartmentofAppliedChemistry,SchoolofScience,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an,Shannxi710072,China)Abstract:ThesorptioncharacteristicsandthemainfactorsaffectingthesludgesorptionofHg2+,Cr6+andCd2+usingactivatedsludgeofmunicipalsewageplantwerestudiedinthispaper.Itwasfoundthattheactivatedsludgehasastrongsorptiontothesethreeheavymetalions,theimpactionofthepHvalue,thesorptiontimeandsoonaremoreimportant.Keywords:activatedsludge；bio-sorption；heavymetalions0前言我国目前的城市废水以混合型废水为主，当废水中的金属离子浓度低于100mg·L-1时，用化学方法处理可能效果不佳或不合算，而生物吸附法则是公认的更为有效的方法。根据原理，采用活性污泥法的城市污水处理系统不仅可以有效地降低COD、BOD、氨氮，而且对重金属离子也有一定的吸附作用。研究城市污水处理系统中的活性污泥对重金属离子的去除作用，可以确定两个方面的问题：一是研究活性污泥对重金属的去除水平；二是确定剩余活性污泥的处理方法。本文以西安市北石桥污水净化中心产生的活性污泥作为生物吸附剂，针对pH值、吸附时间、菌体浓度等影响菌体对废水中所含有的典型的重金属离子吸附的主要因素进行了实验研究，分别获得了活性污泥对三种重金属离子Cr6+，Hg2+和Cd2+的吸附的相关参数，以期为后续的开发包埋污泥生物吸附材料提供基本参数[1]。1实验部分活性污泥由西安市北石桥污水净化中心提供，污泥基金项目：？？？？？？？？？？？？？？？？？？？作者简介：程永清(1951－)，男，副教授，研究方向，环境化学、环境材料及环境污染治理，chengyongqing@nwpu.edu.cn中国科技论文在线SciencepaperOnline第4卷第9期2009年9月2中国科技论文在线SciencepaperOnline采自曝气池，pH＝5~6。经过生理盐水过筛洗涤三次，重力沉降，弃去上清液，沉淀后置于冰箱保存备用。保存时间不小于3d，实验时按MLSS的量，取一定体积即可。重金属离子采用相应的盐类，配制成相应的溶液。水中重金属离子Cr6+，Hg2+和Cd2+的浓度分别采用二苯碳酰二肼分光光度法和双硫腙分光光度法[2]，以722S型紫外－可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）测定。取一定浓度和体积的重金属溶液置于塑料瓶中，加入一定量的污泥，调节pH值，在150r·min-1摇床中吸附一定时间，再经0.145µg滤膜过滤分离，取其上清液测定其离子浓度，计算吸附率；同时根据金属离子在吸附前后的差值，计算出活性污泥对各种金属离子的吸附量。2结果与讨论2.1pH值对活性污泥吸附重金属离子的影响分别将含有重金属离子的溶液（离子的浓度均为40mg·L-1）调至pH=2，3，4，5，6，7，8。在污泥投加量为1:5(V:V)，温度为室温(27℃)的条件下在恒温摇床中吸附1h，经分离后，测定上清液中的离子浓度，分别确定pH值与吸附量及吸附率的关系。实验结果如图1和图2。图1pH值与吸附量的关系Fig.1由图1和图2可以看出，pH值对活性污泥吸附重金属离子有一定影响，在pH=2~8之间，pH值对Cd2+和Hg2+的影响比Cr6+大，三种重金属的实际吸附率和吸附量与pH值基本上呈抛物线关系，即存在吸附重金属最适宜的pH范围。对于Cr6+，pH值在2~8之间时，吸附率和吸附量分别在90%和60mg·L-1