Thứ bảy, 25/07/2015 00:13
Số 7 năm 201544 - 51Download

Sinh hấp phụ của các ion Pb2+, Cu2+, Cd2+ trong hệ đơn và đa kim loại bởi hạt bùn hiếu khí đã được xử lý

Ning Ping1 , Nguyễn Đình Trung2*
 
1Học viện Công nghiệp và Kỹ thuật Môi trường, Trường Đại học Bách khoa Côn Minh, Trung Quốc
2Viện Nghiên cứu Môi trường, Trường Đại học Đà Lạt

Ngày nhận bài: 04/02/2015; ngày chuyển phản biện: 10/02/2015; ngày nhận phản biện: 19/03/2015; ngày chấp nhận đăng: 23/03/2015

Tóm tắt:
Hạt bùn hiếu khí (aerobic granule sludge) được nghiên cứu làm chất hấp phụ kim loại nặng, hạt bùn này sau khi được xử lý với ion canxi tạo ra dạng Ca-biomass, được dùng như tác nhân hấp phụ các ion chì, đồng và cadimi. Kết quả nghiên cứu, đánh giá khả năng hấp phụ của Ca-biomass trong cả hai hệ là đơn và đa ion kim loại cho thấy, Ca-biomass có khả năng loại bỏ các ion Pb2+, Cu2+ và Cd2+ ra khỏi dung dịch nghiên cứu một cách rất hiệu quả. Khả năng hấp phụ các ion kim loại nặng của Ca-biomass cao gấp 6 lần so với carbon hoạt tính, đặc biệt là Ca-biomass có khả năng hấp phụ rất cao đối với Cd2+. Trong hệ hỗn hợp nhiều ion kim loại thì có sự cạnh tranh hấp phụ giữa các kim loại. Khả năng hydrat hóa và độ âm điện của các ion có vai trò quan trọng ảnh hưởng đến khả năng cạnh tranh hấp phụ của các ion kim loại lên tác nhân hấp phụ. Trong hệ gồm 3 ion Pb2+, Cu2+ và Cd2+ thì trật tự cạnh tranh hấp phụ giữa các ion kim loại bởi Ca-biomass tuân theo quy luật Pb2+ > Cu2+ > Cd2+. Khi trong hệ mà sinh khối là chất hấp phụ được sử dụng dư thì quá trình hấp phụ chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất hấp phụ. Kết quả nghiên cứu cho thấy, mô hình Langmuir mô tả quá trình hấp phụ các ion kim loại nặng bởi Ca-biomass tốt hơn mô hình Freundlich. Vậy sản phẩm phụ trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí là hạt bùn hiếu khí sau khi được xử lý thành dạng Ca-biomass có thể sử dụng như một chất hấp phụ rẻ tiền và là tác nhân xử lý kim loại nặng hiệu quả trong xử lý nước thải công nghiệp.
Từ khóa:

aerobic granule, Cd2+, Cu2+, hấp phụ cạnh tranh, Pb2+, sinh hấp phụ.

Chỉ số phân loại:
2.7

BIOSORPTION OF LEAD(II), COPPER(II) AND CADMIUM(II) IONS IN SINGE AND MULTI- METAL SYSTEMS BY PRETREATED AEROBIC GRANULE SLUDGE

Received: 4 February 2015; accepted: 23 March 2015

Abstract:

Heavy metals are present in nature and industrial wastewater; due to their mobility in natural water ecosystems and toxicity, the presence of heavy metals in surface water and ground water has become a major inorganic contamination problem. Discharge and treatment of industrial wastewater containing heavy metals are important issues in environmental protection, if unrecognized or inappropriately treated, heavy-metal toxicity can result in serious hazards. The paper describes the study on the biosorption of Lead (II), Copper (II) and Cadmium (II) ionsfrom single component and multi-component systems in the equilibrium system and in batch sorption experiment using pretreated aerobic granular sludge. The results have shown that Ca-biomass has been an efficient biosorbent for the removal of Pb2+, Cu2+ and Cd2+ ions from an aqueous solution. The single-metal sorption capacity of the aerobic granules for Pb2+ has been inhibited by the presence of Cd2+ and Cu2+ ion; the decreasing affinity of aerobi granular sludge for the three metal ions has been established as: Pb2+ > Cu2+ > Cd2+. Factors such as hydration effect and electronegative charge may contribute to the competitive sorption results. The metal removal capacities of Ca-biomass have been six times higher than those of activated carbon, especially the Cd2+ removal capacity. The Langmuir model has been better than the Freundlich model in regard of describing the Pb2+, Cu2+ and Cd2+ ion biosorption based on raw biomass and Ca-biomass; the maximum capacity Qmax determined by the Langmuir model has fitted to the experimental data.

Keywords:
aerobic granule, biosorption, Cd2+, competitive sorption, Cu2+, Pb2+.
Classification number:
2.7
Lượt dowload: 302 Lượt xem: 925

Đánh giá

X
(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)