厌氧颗粒污泥生物吸附剂处理含铜废水的应用基础研究

摘要

重金属污染已成为当今污染最为严重的水污染之一,重金属在水体中不容易被微生物降解,而是通过生物链富集,最终对人体造成极大的危害。颗粒污泥生物吸附法是近年发展起来的一种新型的去除废水中重金属的方法,被认为是去除水中重金属和回收贵重金属的一种颇有潜力的手段,具有价廉、节能低耗、效率高、易于管理且有利于生态环境改善等特点。
　　为此,本论文主要研究厌氧颗粒污泥作为生物吸附剂对含铜废水的吸附处理,其主要研究方法如下:(1)研究比较厌氧颗粒污泥与普通厌氧污泥的基本性质,及其对废水中Cu2+的吸附处理效果;(2)比较湿颗粒污泥、以及经自然干燥和110℃烘干处理后颗粒污泥对Cu2+的吸附处理效果;(3)研究颗粒污泥吸附处理Cu2+的影响因素,确定其处理含铜废水的最佳工艺操作参数;(4)研究颗粒污泥中铜离子的解吸,选择最佳的解吸剂以及其浓度和解吸时间的确定;(5)通过采用动力学模型、热力学吸附模型、傅里叶红外光谱和电镜扫描手段,对颗粒污泥吸附处理含铜废水的机理进行研究。
　　试验结果表明:①号湿厌氧颗粒污泥吸附效果最佳,其铜离子去除率达到97.67％;颗粒污泥驯化培养最佳时间为36h、pH=6.5、操作温度25℃、污泥投加量5g、废水中铜离子初始浓度320mg·L-1、吸附处理时间为60min,采用0.1mol·L-1NaOH预处理颗粒污泥可提高Cu2+去除率和吸附量;柠檬酸对污泥中铜离子的解吸效果最佳,解吸剂浓度和解吸时间分别为0.3mol·L-1和6h;分析结果表明,厌氧颗粒污泥生物吸附剂处理含铜废水过程符合准二级动力学模型(Pseudo-secondOrder)和Langmuir等温吸附模型,且均可获得较高的相关系数,分别为R2=0.9999和R2=0.9934。
　　因此,本论文中选用颗粒污泥作为生物吸附剂处理含铜废水是可行的,并且获得了理想的效果。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 铜的危害及影响

1.3 含铜废水的处理技术

1.4 生物吸附法处理重金属废水的研究应用概况

1.5 课题研究的目的、意义和内容

第二章 试验研究的内容和方法

2.1 试验研究内容

2.2 试验材料及设备

2.3 试验分析项目和测定方法

2.4 试验研究方法

第三章 厌氧污泥生物吸附剂的比较与选择

3.1 厌氧污泥生物吸附剂的比较

3.2 生物吸附剂的选择

3.3 本章小结

第四章 厌氧颗粒污泥吸附铜离子的试验影响因素研究

4.1 污泥驯化时间

4.2 pH值

4.3 温度

4.4 吸附时间

4.5 污泥加入量

4.6 预处理

4.7 共存离子

4.8 本章小结

第五章 厌氧颗粒污泥生物吸附剂的循环利用

5.1 颗粒污泥中铜的解吸试验

5.2 颗粒污泥的循环再生利用

5.3 含重金属的解吸液与污泥的资源化

5.4 本章小结

第六章 厌氧颗粒污泥吸附铜离子的机理研究

6.1 生物吸附机理研究

6.2 吸附动力学研究

6.3 吸附热力学研究

6.4 傅里叶红外光谱（FTIR）对吸附过程的表征

6.5 扫描电镜对污泥吸附前后的表征

6.6 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

附录A

个人简历

在学期间发表的学术论文与研究成果

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