黑根霉菌对重金属废水的生物吸附及其固定化技术的研究

论文摘要

通过研究黑根霉菌对镉、铬、铅等重金属离子的吸附能力及两种吸附等温线模式Langmuir和Freundlich的线性拟合,得出黑根霉菌对Pb2+、Cr6+、Cd2+具有较高的吸附能力,而且黑根霉菌的吸附过程更加符合Langmuir吸附模式。通过Langmuir吸附公式可以得出黑根霉菌对Pb2+的最大吸附量Amax为37.073mg/g,对Cd2+和Cr6+的最大吸附量分别为52mg/g和14mg/g。为了寻找性能稳定、传质好、强度高、寿命长、价格低的固定化载体,文中在上述实验基础上,着重对海藻酸钙这种固定化载体对黑根霉菌的固定化效果和固定化细胞吸附Pb2+的效果进行了深入的研究。黑根霉菌在包埋剂海藻酸钠浓度4%、交联剂CaC12浓度3%、交联时间24h条件下得到的固定化小球具有较高的机械强度、稳定性。几次吸附-再生-吸附实验表明固定化小球可以重复利用。在干细胞浓度为1.6mg/l, Pb2+浓度为300mg/l的条件下1h内达到吸附平衡。通过Langmuir吸附模式线性拟合得到Amax为42.918mg/g,相对于自由细胞同样有较大的提升。黑根霉菌具有特殊生物吸附剂的潜质,而且固定化载体海藻酸钙有着一定的应用前景。应该能够在以后得到工业化应用。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 重金属污染现状
• 1.2 重金属废水处理方法的研究
• 1.2.1 化学沉淀法
• 1.2.2 电解法
• 1.2.3 膜分离法
• 1.3 生物吸附技术及其在重金属废水处理中的应用
• 1.3.1 生物吸附的研究现状
• 1.3.2 生物吸附载体的分类
• 1.3.3 生物吸附的机理
• 1.3.4 生物吸附的影响因素
• 1.3.5 提高吸附能力的预处理方法
• 1.3.6 生物细胞的固定化
• 1.3.7 重金属离子的吸附平衡模式
• 1.3.8 生物吸附技术的发展前景
• 1.4 本研究的意义和思路
• 第二章 实验材料和方法
• 2.1 实验药品和仪器
• 2.1.1 实验药品
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 微生物的培养
• 2.2.1 菌种的来源
• 2.2.2 培养基的材料
• 2.3 黑根霉菌生长因子研究方法
• 2.4 黑根霉菌培养（摇瓶培养）
• 2.5 实验方法
• 2.5.1 重金属吸附筛选实验设计
• 2.5.2 吸附实验
• 2.6 吸附模式的探索和最大吸附量的确定
• 2.6.1 吸附等温式一Langmuir 公式
• 2.6.2 吸附等温式一Freundlich 吸附公式
• 第三章 黑根霉菌对重金属CR（VI）和CD（Ⅱ）的吸附实验
• 3.1 黑根霉菌生长因子研究分析
• 3.1.1 pH 值对黑根霉菌的生长影响
• 3.1.2 温度对黑根霉菌的生长影响
• 3.2 吸附实验研究
• 3.2.1 菌种的驯化实验
• 3.2.2 菌体的培养及预处理
• 3.2.3 吸附实验
• 3.2.4 不同浓度Cr （Ⅵ）、Cd（Ⅱ）共存离子对菌体吸附的影响
• 3.3 吸附实验结果分析
• 3.3.1 菌种驯化实验
• 3.3.2 菌体预处理对重金属吸附去除的影响
• 3.3.3 菌体吸附条件实验
• 3.3.4 菌体对不同浓度Cr（VI）、Cd（Ⅱ）共存离子的吸附实验
• 3.3.5 pH 值影响实验
• 3.3.6 吸附动力学实验
• 第四章 固定化黑根霉菌对铅的吸附与解吸实验
• 4.1 细胞固定化载体的研究
• 4.1.1 引言
• 4.1.2 实验研究方法
• 4.1.3 固定化载体的性质研究
• 4.1.4 固定化条件的选择与优化
• 4.2 固定化黑根霉吸附铅离子的工艺参数优化
• 4.2.1 实验研究方法
• 4.2.2 影响固定化黑根霉吸附铅离子的主要因素
• 4.3 固定化黑根霉的再生与循环利用
• 4.3.1 引言
• 4.3.2 实验研究方法
• 4.3.3 铅离子在固定化黑根霉上的解吸
• 第五章 结论和建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历在学期间发表的学术论文与研究成果