典型污泥EPS對重金屬及相應(yīng)納米顆粒的吸附.pdf

1、隨著社會科技的進(jìn)步和城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，重金屬及其納米顆粒在工業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)中的大量使用，不可避免的引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問題。目前，常采用生物工藝處理重金屬廢水及含有納米顆粒的生活污水。污泥作為污水生物處理系統(tǒng)的主要組成部分，其沉降性能、脫水性能、生物絮凝以及表面特性在很大程度上受污泥胞外聚合物（EPS）的影響。目前，人們主要研究污泥EPS整體對于重金屬離子及納米顆粒的吸附特性，沒有對污泥EPS進(jìn)行組分分析，而且大多數(shù)研究都以活性污泥作為

2、研究對象。因此，全面探究污泥EPS對重金屬離子和納米顆粒的吸附特性具有重要意義。
　　本課題通過對活性污泥、厭氧顆粒污泥以及厭氧絮狀污泥胞外聚合物（EPS）進(jìn)行分級實(shí)驗(yàn)，分析其親/疏水性組分并研究其物化特征。結(jié)果表明：三種污泥EPS中均主要含有芳香類物質(zhì)及微生物代謝產(chǎn)物，對于蛋白質(zhì)含量，厭氧絮狀污泥最高，厭氧顆粒污泥次之，活性污泥最低；對于多糖、TOC及UV-254值，厭氧絮狀污泥最高，活性污泥次之，厭氧顆粒污泥最低；污泥沉降性能

3、與親水性物質(zhì)的含量呈正相關(guān)，脫水性能與疏水性物質(zhì)的含量呈正相關(guān)。
　　通過污泥 EPS及其組分對 Zn2+、Ti4+和Cu2+及其納米顆粒的吸附實(shí)驗(yàn)研究其吸附特性。結(jié)果表明：對于同一種金屬離子，厭氧顆粒污泥 EPS吸附量最高，而厭氧絮狀污泥 EPS和活性污泥 EPS相近；對于同一種納米顆粒，活性污泥吸附量最高，厭氧絮狀污泥次之，厭氧顆粒污泥最??；對于同一種污泥 EPS，其對重金屬離子的親和力Cu2+＞Ti4+＞Zn2+，對納米顆粒

4、的親和力為TiO2＞CuO＞ZnO。
　　通過厭氧顆粒污泥 EPS與 Zn2+、Ti4+和Cu2+及其納米顆粒的吸附等溫線及吸附動(dòng)力學(xué)方程，研究其熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)特征。結(jié)果表明：Cu2+及其納米顆粒與Ti4+的吸附適合用Freundlich等溫吸附方程模擬。Zn2+及其納米顆粒與納米 TiO2適合用Langmuir等溫吸附方程模擬。此外，厭氧顆粒污泥 EPS與 Cu2+、Zn2+和Ti4+及其納米顆粒的吸附過程均適合用準(zhǔn)二級反應(yīng)動(dòng)力