凹土基組合生物濾料處理廢水中Zn2+的應用研究

湯華

摘 要：利用制備凹土基組合生物濾料去除廢水中的Zn2+。實驗結果表明，凹土基組合生物濾料中凹土含量越高，對金屬離子的吸附性越強，當溫度為20℃，DO為3mg/L時，對3.551mg/L的Zn2+的去除效果最高可達到73.75%。

關鍵詞：凹土；組合生物濾料；重金屬

凹土與微生物具有良好的相容性，凹凸棒土分子呈棒狀結構，很難形成大的微生物立體化定植孔徑，限制了凹凸棒土作為固定化微生物載體的應用；而聚氨酯材料成型工藝簡便，同時它具有豐富的孔結構，為微生物提供了增殖空間，是一種性能優異的固定化微生物載體，利用這樣的凹土基組合生物濾料可以處理廢水中的重金屬離子。通過對凹土基組合生物濾料處理重金屬廢水的實驗研究，分析Zn2+的去除效率，為凹土基組合生物濾料在重金屬廢水處理中更廣泛的運用提供理論指導。

1 重金屬廢水Zn2+和COD的處理效果

Zn2+模擬水樣的制備：按照所需濃度，投加一定量的ZnSO4標準溶液和生活污水在燒杯中混合，定容到1000ml，得到所需的含Zn2+的模擬水樣。

當溫度為20℃，DO為3mg/L，CODcr為570mg/L時，對Zn2+初始濃度為3.551mg/L的處理效果如下圖1所示。

當Zn2+初始濃度為3.551mg/L，105min時濃度為0.932mg/L，去除效率為73.75%，CODcr初始值為570mg/L，105min時CODcr值為140mg/L，去除率為75.44%。Zn2+濃度較低時，濃度在前75min呈線性下降，在實驗第90min時，鋅離子濃度略微波動，因為隨著時間的進行，有機物和膠體在生物膜膜面上沉積，膜面上發生沉淀或結垢后，影響生物膜對廢水中Zn2+的吸附作用， 另一方面，濾料對重金屬離子的吸附有限，當吸附達到飽和狀態時，而此時的重金屬濃度總體與第75min時平齊，表明此時Zn2+濃度達到平衡。

2 重金屬離子沖擊負荷對去除效率的影響

當初始的Zn2+濃度分別為3.551，4.656和5.421mg/L時，Zn2+的去除效率分別為73.75%，63.10%和56.98%。因此，在相同條件下，金屬離子的去除效率隨初始離子濃度的升高而降低，這是由于模擬水樣中重金屬離子濃度過高，有機物和膠體在生物膜膜面上沉積，部分鹽類的濃度超過其溶度積也會在膜面上沉淀，膜面上發生沉淀或結垢后，影響生物膜對廢水中Zn2+的吸附作用。

3 結束語

在常溫20℃，DO：3mg/L時，凹土基組合生物濾料對初始濃度為3.551mg/L的Zn2+的去除效率最高可達到73.75%。處理的前15min，模擬水樣中的重金屬離子濃度下降最快，因為此時凹土與微生物同時作用，起到協同作用，當超過一定時間后，凹土不再吸附水中重金屬離子，重金屬離子濃度下降平緩。

參考文獻

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