生物法处理含铜废水
针对化学法和物化法一般只使用于重金属离子浓度较高的情况,一些学者开始将注意力转向利用生物处理技术来处理低浓度重金属离子废水,并取得了一定的成果。生物吸附技术是近年发展起来的一种有效的处理低浓度重金属离子废水的生物处理技术,它具有吸附容量大、选择性强、效率高、消耗少、费用低等优点。生物材料吸附一般仅指非活性微生物的吸附作用。
生物细胞吸收金属的方式有两种过:一是活细胞体的主动吸收,另一种是通过细胞壁上或是细胞内的化学基团与金属螯合而进行被动吸收。前者是生化反应,后者则是采用物理化学吸附原理。前者可以采用活性菌种,如活性污泥对金属离子废水进行处理,是生物处理。后者采用藻类、菌种或是植物,通过物理、化学吸附或是通过沉降、晶体化作用沉积于细胞表面,不包括生物的新陈代谢和物质的主动运输过程,是生物吸附过程。
将活生物体用于处理含铜废水曾有报道从温州东方集团电镀厂废水池淤泥中分离得到的抗铜细菌为铜绿假单细胞,对10～80mg/L浓度的含铜废水处理效果较好。此外中国科学院研发的高效微生物菌剂治理电镀废水已经获得成功,并进行了工业化应用。同样,一些藻类对Cu2+也有吸附作用,Sheng等的研究表明,海藻SargassumSp在吸附Cu、Pb、Cd时,1h内可吸附所有金属总量的90%,6h内吸附达到了平衡;另外,大部分品种的苜蓿对铜离子都有束缚能力,而苜蓿吸附的铜离子用0.1mol/L的HCl即可洗脱。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
但高浓度重金属离子对活生物的毒性作用使其应用受到了限制。由于死的生物比活性微生物更易保存,铜离子的生物吸附剂的发展逐渐会从活的微生物向死亡的微生物发展。MoSheng于1990年对藻类去除水中铜离子进行了研究,在吸附和积累重金属离子方面,死亡的海藻比活细胞和组织更有效,吸附容量更大。生物吸附技术具有广泛的工业应用前景,但目前利用此技术大规模处理废水的系统还相对较少,这主要是因为现在对生物吸附金属机理的认识还不够深入,并缺乏金属离子和生物吸附剂相互作用的动力学数据,从而影响工业过程的系统设计和放大。
另外,不论是利用活性微生物还是死亡的微生物处理含铜废水,生物材料要能实现其应用价值,都必须具有较好的物理性质和化学稳定性。需要实现菌体颗粒化或固定化,这样将活性成分固定于载体上,才可能进行大规模的工业应用。
