生(sheng)物吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)法具有高(gao)效(xiao)、無(wu)二次(ci)污染、吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)材料(liao)來源廣泛(fan)等優點，是近年(nian)來高(gao)效(xiao)環保型重金屬廢水(shui)處(chu)理(li)技(ji)術和(he)工(gong)藝的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)與(yu)開發熱點 。但是，目前該領域的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)報(bao)(bao)道主要集中于(yu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)菌株(zhu)的(de)(de)(de)篩(shai)選、單菌株(zhu)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)性(xing)能、吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)表面特征、吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)動力(li)學(xue)和(he)生(sheng)物脫附(fu)(fu)(fu)等實驗研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)階(jie)段 一J。篩(shai)選到的(de)(de)(de)生(sheng)物吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)材料(liao)存在相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)不足(zu)之處(chu)，諸如(ru)單菌株(zhu)可能存在對(dui)生(sheng)長條件要求偏(pian)高(gao)，對(dui)重金屬廢水(shui)的(de)(de)(de)緩沖能力(li)和(he)抗(kang)毒能力(li)不足(zu)；活(huo)性(xing)污泥(ni)對(dui)重金屬的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)量偏(pian)低，易解絮 。對(dui)生(sheng)物吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)工(gong)藝的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)也還(huan)沒有系統的(de)(de)(de)報(bao)(bao)道。因此，開發高(gao)效(xiao)的(de)(de)(de)生(sheng)物吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)和(he)處(chu)理(li)工(gong)藝，將是生(sheng)物吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)法應(ying)用(yong)于(yu)重金屬廢水(shui)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)重要途徑 。本(ben)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)利用(yong)復合吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)FY01與(yu)活(huo)性(xing)污泥(ni)作為(wei)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)材料(liao)，探討了柱(zhu)式生(sheng)物曝氣法對(dui)高(gao)濃度含鉻電(dian)鍍廢水(shui)的(de)(de)(de)生(sheng)物吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)效(xiao)果。

1 材料與方法
1．1 實驗材料
復合生物吸附劑(FY01)：由暨南大學環境工程系制備和保存。電鍍廢水：采自廣東省陽江市某電鍍廠，總Cr、
cr”、Cu“ 和COD 分別為60。4、55．3、4．5l和48．2 mg/L，pH 2。95。活性污泥：采集(ji)于中國(guo)石(shi)油化工(gong)股份有(you)限公司廣州分公司污水處理廠，含水率約(yue)85% 。

1．2 實驗裝置
實(shi)驗裝置(zhi)如圖1所示。玻璃吸附柱(zhu)規格為巾5 am×40 em。底部(bu)設剛玉曝氣(qi)頭。

1．3 復合生物吸附劑的制備
向100 mg/L含鉻培養(yang)液(ye)(葡(pu)萄糖15 g/L，牛肉膏(gao)2 g/L，蛋(dan)白(bai)胨2 g/L，酵母(mu)(mu)浸(jin)出粉(fen)2 g/L)中，接種產朊假絲酵母(mu)(mu)(Candida utilis)、黑曲霉(AspergiUus niger)、枯草桿菌(Bacillus subtilis)、擲孢酵母(mu)(mu)(Sporobolomyce—taceae sp．YJS)、酵母(mu)(mu)屬(Saceharomyces)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、根霉屬(Rhizopus)等微生物和(he)電鍍廠受污染土壤(rang)，搖床培養(yang)3 d，取(qu)混(hun)合(he)液(ye)按1/10的(de)接種量接種于(yu)新鮮含鉻培養(yang)液(ye)中。重復移種10次后，取(qu)混(hun)合(he)液(ye)接種于(yu)無(wu)鉻培養(yang)液(ye)中擴大培養(yang)，提取(qu)菌體(ti)與聚苯乙烯膠球體(ti)和(he)植物碎(sui)片混(hun)合(he)物混(hun)合(he)，制(zhi)備成粒徑(jing)為2～3 mm、含水(shui)量約為80% 、含菌量為10 一10 CFU/g的(de)復合(he)生物吸附劑后保(bao)存備用。

1．4 吸附實驗
取復合生物(wu)吸(xi)附(fu)劑10 g、活性污(wu)泥濕重5 g加入(ru)吸(xi)附(fu)柱(zhu)中(zhong)，廢水(shui)以降(jiang)流式連(lian)續(xu)流加入(ru)柱(zhu)中(zhong)，流速由流量計控制。底部連(lian)續(xu)出(chu)水(shui)，曝氣處理(li)，不同時間取出(chu)水(shui)測定(ding)總cr含量和(he)pH。每次實驗均更換生物(wu)吸(xi)附(fu)材料。

1．5 分析方法
總(zong)Cr和Cr 采(cai)用(yong)二(er)苯碳酰(xian)二(er)肼顯色法測(ce)定(ding)(ding)；銅(tong)采(cai)用(yong)原(yuan)子(zi)吸收法測(ce)定(ding)(ding)，所用(yong)原(yuan)子(zi)吸收分(fen)光(guang)光(guang)度計是北(bei)京(jing)第二(er)光(guang)學儀(yi)器廠(chang)的WFX一(yi)1C；COD采(cai)用(yong)重鉻酸鉀法測(ce)定(ding)(ding)；pH由上海(hai)雷(lei)磁(ci)廠(chang)生產(chan)的PHS一(yi)3C型pH計測(ce)定(ding)(ding)。

2 結果與分析

2．1 電鍍廢(fei)水pH 對吸(xi)附的(de)影響(xiang)

處理進水(shui)速度為(wei)500 mL/h，pH調節(jie)為(wei)1～11的(de)(de)l1個電鍍廢(fei)水(shui)水(shui)樣(yang)2 h后，鉻的(de)(de)去(qu)除率與(yu)出(chu)水(shui)pH的(de)(de)變化結果如(ru)(ru)圖2所示。與(yu)單菌株生物吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)相(xiang)比，該復合生物吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)對(dui)進水(shui)pH的(de)(de)適應能力(li)(li)具(ju)有(you)較明(ming)顯(xian)的(de)(de)優勢 。在(zai)進水(shui)pH=l～6時，對(dui)60．4 mg/L鉻的(de)(de)去(qu)除率高達(da)60．4% ～83．0% ，顯(xian)示出(chu)了(le)較強的(de)(de)耐廢(fei)水(shui)pH沖擊的(de)(de)能力(li)(li)。這主要是(shi)因(yin)為(wei)FY01由多菌種組成，部分菌種對(dui)鉻、銅等重金屬廢(fei)水(shui)具(ju)有(you)較強的(de)(de)生物吸(xi)(xi)附(fu)和體(ti)內(nei)積累(lei)性能¨’ 。菌群(qun)中不同的(de)(de)菌種在(zai)相(xiang)應的(de)(de)適宜(yi)pH值下(如(ru)(ru)擲孢酵母的(de)(de)適宜(yi)pH=2～4，產朊(ruan)假絲酵母的(de)(de)適宜(yi)pH=2—3) ，能有(you)效地對(dui)Cr”進行還原(yuan)，實現總Cr的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)積累(lei)。其(qi)中Cr 的(de)(de)還原(yuan)如(ru)(ru)方程式(shi)(1)～(3)L 3,9j：

Cr20；一+6e+14H — 2cr +7H20 (1)
CrO]一+3e+8H ---,Cr¨+4H 0 (2)

從(cong)(cong)(cong)上(shang)述(shu)反應(ying)式中(zhong)(zhong)可以(yi)看出，鉻的(de)(de)(de)(de)(de)還原需要(yao)消(xiao)耗電(dian)子(zi)(zi)和以(yi)[H ]為(wei)(wei)代表的(de)(de)(de)(de)(de)還原力。如(1)、(2)式，在(zai)(zai)電(dian)解(jie)法處理重金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)鉻中(zhong)(zhong)，電(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)提供由直流(liu)電(dian)產生(sheng)(sheng)。而(er)利用生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)吸附法處理含鉻廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)時，在(zai)(zai)酸(suan)性廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)，微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)會優先(xian)利用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)體的(de)(de)(de)(de)(de)[H ]，從(cong)(cong)(cong)而(er)使(shi)處理后出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)pH上(shang)升并趨近(jin)中(zhong)(zhong)性；在(zai)(zai)堿(jian)性廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)，這些(xie)電(dian)子(zi)(zi)及還原物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)(de)(de)產生(sheng)(sheng)主要(yao)來自微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體內大分子(zi)(zi)葡萄糖、脂類(lei)和蛋(dan)白質等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)分解(jie)，產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分[H ]分泌到水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)體中(zhong)(zhong)，從(cong)(cong)(cong)而(er)降低水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)體的(de)(de)(de)(de)(de)pH。不(bu)同(tong)種屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)在(zai)(zai)適宜的(de)(de)(de)(de)(de)pH下進(jin)行鉻的(de)(de)(de)(de)(de)還原與(yu)吸附時，改變(bian)了水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)樣的(de)(de)(de)(de)(de)pH，使(shi)之(zhi)適合于(yu)其他微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)對鉻的(de)(de)(de)(de)(de)吸附。同(tong)時，活性污泥具有緩沖pH的(de)(de)(de)(de)(de)作用，使(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)樣的(de)(de)(de)(de)(de)pH適合于(yu)復合生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)吸附劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)長和對重金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)吸附。以(yi)下實(shi)驗不(bu)對電(dian)鍍廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)進(jin)行預處理，均在(zai)(zai)原水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)pH下進(jin)行。因為(wei)(wei)該pH值(zhi)(zhi)(zhi)與(yu)大部(bu)分金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)加工行業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)含重金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)pH值(zhi)(zhi)(zhi)接近(jin)；同(tong)時，該值(zhi)(zhi)(zhi)處于(yu)適宜pH平(ping)臺值(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)部(bu)，易于(yu)調控，研究(jiu)結果在(zai)(zai)實(shi)際應(ying)用中(zhong)(zhong)具有較好的(de)(de)(de)(de)(de)參(can)考價值(zhi)(zhi)(zhi)。

2．2 電鍍廢水總濃度對鉻生(sheng)物吸(xi)附的影響

FYO1對進(jin)水(shui)速度(du)為(wei)500 mL/h，濃(nong)(nong)度(du)為(wei)5．0 ～60．4 mg/L的(de)(de)電鍍廢水(shui)處(chu)理(li)(li)2 h后，結(jie)果(guo)如圖3所示，去(qu)(qu)除率(lv)均是隨著濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)增(zeng)加而降低(di)。其中，10 gFY01和(he)5 g污(wu)泥復合使用(yong)對高濃(nong)(nong)度(du)鉻的(de)(de)處(chu)理(li)(li)效果(guo)比(bi)較(jiao)理(li)(li)想(xiang)、運(yun)行穩定(ding)，能(neng)形(xing)成具有(you)良好沉降性能(neng)的(de)(de)礬花。曝氣停止3 min后，就能(neng)很好的(de)(de)實(shi)現(xian)(xian)固液分離。去(qu)(qu)除率(lv)與鉻濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)變化曲線(xian)平緩，這說明該吸(xi)附劑具有(you)較(jiao)大的(de)(de)吸(xi)附容量和(he)較(jiao)理(li)(li)想(xiang)的(de)(de)耐沖擊(ji)能(neng)力，當鉻濃(nong)(nong)度(du)為(wei)60．4 mg/L時，吸(xi)附曲線(xian)還(huan)沒有(you)出現(xian)(xian)明顯的(de)(de)下降趨勢。利用(yong)15 g活(huo)性污(wu)泥單獨處(chu)理(li)(li)廢水(shui)時，污(wu)泥耐鉻沖擊(ji)的(de)(de)能(neng)力較(jiao)弱(ruo)。當鉻濃(nong)(nong)度(du)>20 mg/L時，污(wu)泥出現(xian)(xian)明顯的(de)(de)解絮(xu)現(xian)(xian)象，對60．4 mg/L鉻的(de)(de)去(qu)(qu)除僅(jin)為(wei)7．5% 。

吸(xi)附劑與(yu)污泥的協(xie)同促(cu)進作(zuo)用，主要是(shi)由(you)于活性(xing)(xing)污泥可以為(wei)生物(wu)吸(xi)附劑提供一個穩(wen)定(ding)(ding)的緩沖(chong)環境(jing)(jing)，同時污泥中的微生物(wu)也具有一定(ding)(ding)的解毒能力(li) ；在該緩沖(chong)環境(jing)(jing)中，生物(wu)吸(xi)附劑對鉻的高(gao)效還原解毒能力(li)是(shi)鉻生物(wu)去除的關鍵。還原后，高(gao)毒性(xing)(xing)的cr”被轉(zhuan)化為(wei)低毒性(xing)(xing)的Cr” ，有效地(di)降低了鉻對污泥及(ji)FY01的毒性(xing)(xing)破壞(huai)，污泥仍(reng)能以菌膠團存在 。

2．3 吸附量實驗結果

圖4顯示(shi)，鉻(ge)(ge)的(de)去除效(xiao)率(lv)均隨著處(chu)理水(shui)量(liang)(liang)(liang)的(de)增加而(er)下(xia)降(jiang)；吸(xi)(xi)附(fu)量(liang)(liang)(liang)的(de)變(bian)化(hua)趨勢則存在較大(da)明(ming)顯的(de)差異(yi)。其中，當出(chu)水(shui)水(shui)量(liang)(liang)(liang)為(wei)0～1000 mL時(shi)，10 g FY01和5 g活性污(wu)(wu)泥(ni)對(dui)鉻(ge)(ge)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)量(liang)(liang)(liang)快速(su)增加并接(jie)近吸(xi)(xi)附(fu)飽和，飽和吸(xi)(xi)附(fu)量(liang)(liang)(liang)為(wei)3，1～3．37 mg/g。而(er)15 g活性污(wu)(wu)泥(ni)對(dui)鉻(ge)(ge)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)量(liang)(liang)(liang)在出(chu)水(shui)水(shui)量(liang)(liang)(liang)為(wei)200～800 mL時(shi)較高，隨后出(chu)現下(xia)降(jiang)。這是因為(wei)，利用(yong)污(wu)(wu)泥(ni)作為(wei)吸(xi)(xi)附(fu)材料單獨處(chu)理電鍍廢(fei)水(shui)時(shi)，水(shui)量(liang)(liang)(liang)過大(da)會導致菌膠團發生解體和鉻(ge)(ge)的(de)脫附(fu)。

2．4 進水(shui)流速對吸附鉻的(de)影響

圖5是2種吸附(fu)材(cai)料處理(li)不(bu)同進水(shui)流(liu)速(su)的(de)電(dian)鍍廢(fei)水(shui)2 h后(hou)的(de)實(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)。處理(li)的(de)水(shui)量隨進水(shui)流(liu)速(su)的(de)增(zeng)加而增(zeng)大，當流(liu)速(su)達500 mL/h，處理(li)水(shui)量達1000 mL后(hou)，10 g FY01和5 g污泥的(de)除鉻(ge)效(xiao)率下降(jiang)速(su)度(du)(du)增(zeng)快。而在低進水(shui)流(liu)速(su)時(shi)，15 g污泥的(de)除鉻(ge)效(xiao)率降(jiang)低速(su)度(du)(du)較快。這與}引尼(ni)對鉻(ge)的(de)吸附(fu)容(rong)量小、還原(yuan)解(jie)毒能(neng)力不(bu)足等因素有關 。

2．5 生物吸附(fu)劑的穩定性(xing)

吸(xi)附(fu)性(xing)能的穩定性(xing)直接影響(xiang)生(sheng)物(wu)吸(xi)附(fu)劑的研究價值和實(shi)際(ji)應用價值。本實(shi)驗(yan)(yan)分別(bie)對在4℃ 冰箱和23～28℃實(shi)驗(yan)(yan)室保存不(bu)同時(shi)問的FY01進行(xing)了吸(xi)附(fu)實(shi)驗(yan)(yan)，如圖(tu)6所示。結果表(biao)明，FY01具(ju)有(you)較(jiao)理想的吸(xi)附(fu)穩定性(xing)，50 d內(nei)連續(xu)10次吸(xi)附(fu)實(shi)驗(yan)(yan)，對60．4 ms/L鉻的去(qu)除率的極差值分別(bie)在5%和7% 內(nei)。因此，可(ke)以判(pan)斷FYO1的微(wei)生(sheng)物(wu)群(qun)落(luo)構成處于動態平衡(heng)狀態。

2．6 雙柱串聯生物吸附實驗
利用(yong)裝(zhuang)有(you)10 g FYO1和(he)5 g污泥的(de)(de)吸附柱(zhu)(zhu)串(chuan)聯處(chu)(chu)理(li)1000 mL/h電鍍(du)廢水(shui)2 h的(de)(de)結果(guo)如圖7。串(chuan)聯生物曝氣工藝對含鉻廢水(shui)的(de)(de)處(chu)(chu)理(li)效(xiao)(xiao)果(guo)理(li)想，對鉻的(de)(de)去除(chu)均達90%以上，比單柱(zhu)(zhu)的(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)高10% ；出(chu)水(shui)pH在6．15 —6．61之間(jian)。在該處(chu)(chu)理(li)過程中，第(di)2吸附柱(zhu)(zhu)進水(shui)是(shi)第(di)1柱(zhu)(zhu)的(de)(de)出(chu)水(shui)，總鉻濃度已降至原水(shui)的(de)(de)60%左右，六價鉻已被有(you)效(xiao)(xiao)地還原為(wei)低毒性(xing)的(de)(de)三(san)價鉻 。有(you)利于第(di)2吸附柱(zhu)(zhu)中的(de)(de)生物吸附材(cai)料對鉻的(de)(de)體內積累，促進鉻的(de)(de)生物去除(chu)。串(chuan)聯法也減少了廢水(shui)短流對處(chu)(chu)理(li)效(xiao)(xiao)果(guo)產(chan)生的(de)(de)影響。

2．7 單(dan)柱吸附(fu)法(fa)和串聯柱吸附(fu)法(fa)處理含鉻電(dian)鍍廢水

本(ben)實驗分別采(cai)用(yong)了單柱(zhu)(zhu)吸附(fu)(fu)法和串聯柱(zhu)(zhu)吸附(fu)(fu)法處(chu)(chu)理(li)(li)電鍍廢(fei)(fei)水，每根柱(zhu)(zhu)裝10 g FY01和5 g活(huo)性污泥，單柱(zhu)(zhu)處(chu)(chu)理(li)(li)廢(fei)(fei)水1000 mL，雙柱(zhu)(zhu)處(chu)(chu)理(li)(li)2000 mL，處(chu)(chu)理(li)(li)時(shi)間均為(wei)2 h。圖8結果表明，串聯法處(chu)(chu)理(li)(li)該(gai)電鍍廢(fei)(fei)水是非常(chang)有效的(de)，對(dui)廢(fei)(fei)水中60．4 Illg/L總Cr、4．51 mg/L Cu“和48．2 mg/L COD的(de)去除率分別高達92．1% 、99．2% 和71．4% 。

3 結 論

(1)復合生(sheng)物(wu)吸(xi)附(fu)劑FY01對高(gao)濃度(du)含鉻(ge)電鍍(du)廢水(shui)(shui)的處理效果好，耐進水(shui)(shui)pH沖擊能力強，吸(xi)附(fu)性(xing)能穩定。當進水(shui)(shui)pH =2～5、流速為500 mL/h時(shi)，10 g FY01和(he)(he)5 g活性(xing)污(wu)泥對總(zong)cr濃度(du)為60．4 mg/L的電鍍(du)廢水(shui)(shui)處理2 h后，總(zong)cr去(qu)除率均在78% 以上；飽和(he)(he)吸(xi)附(fu)量為3．12～3．37 mg/g；在4cc冰箱(xiang)和(he)(he)23～28cc實驗室保存50 d的FY01對鉻(ge)的去(qu)除率差值(zhi)分別在5%和(he)(he)7% 之(zhi)內。

(2)柱式生(sheng)物曝氣吸附(fu)法對含(han)鉻廢水(shui)的處理(li)理(li)想(xiang)，運行(xing)穩定(ding)。串聯處理(li)2000 rnL總Cr、Cu“和(he)(he)COD濃度分別為60．4、4．51和(he)(he)48．2 mg/L的電(dian)鍍廢水(shui)2 h后，去除率分別高(gao)達92．1% 、99．2% 和(he)(he)71．4% 。

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