大肠杆菌表面展示体系磷酸盐吸附能力的初步研究(3)
时间:2017-02-28 21:48 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.4.2吸附法除磷 吸附法是利用多孔和大比表面积的固体物质，通过磷在吸附剂表面的附着吸附、离子交换或表面沉淀来实现污水的除磷过程。这类吸附剂需具有价格低廉，吸附效率高，性能稳定，抗离子干扰性强，无有害物质溶出，易再生等特点。天然吸附剂主要有粉煤灰、钢渣、沸石、高岭土、膨润土、活性氧化铝等，这些材料中含Fe、Al、Ca和Mg等金属元素氧化物，可作为阳离子絮凝剂有效吸附磷[20]。天然材料易于得到，成本低廉且废物利用，但吸附容量较低，产物不易处置。 人工合成吸附剂的使用弥补了天然吸附剂的不足。目前已有Fe、A1、Mg、Ca、Ti、Zn多种金属氧化物及其盐类作为吸附剂用于除磷技术的研究。该类吸附剂较天然吸附剂吸附容量高得多，即使在较低的磷酸盐浓度下依然具有强吸磷效果。人工合成吸附剂己成为吸附剂领域研究的主要方向。无论是化学除磷还是吸附除磷，磷的去除都是通过将污水中溶解性磷酸盐转化成不溶性固相状态，通过固液分离从污水中将磷分离。但是这一固相形态可能为不溶的金属盐，这些方法回收得到的磷无法循环持续利用，因为它们的回收可能附带着其它无用副产品的回收，有些甚至是有毒的[20]。 1.4.3人工湿地系统 人工湿地[21]是低成本低能耗的环境污染控制体系，它是植物吸收、基质吸附过滤和微生物转化的综合作用。人工湿地从多方面达到对污水的净化作用，可分为表面流湿地、地下潜流湿地和垂直流湿地等类型[16,21]。人工湿地是一个容器，其中生长有水生或陆生植物等，这些植物尤其是大型水生植物淹没或半淹没的根系对污水有过滤作用。各种污水从一边缓缓流入，水生植物过滤去除有机物，吸收氮、磷等植物营养物质，净化后从另一边流出[22]。此外，在淹没的植物根系中附着生长了大量的微生物，这些微生物能进一步吸附和降解水中污染物，促进净化效果。人工湿地具有良好的除磷效果。磷的去除是通过植物吸收，微生物吸附及基质材料的过滤等综合作用完成。磷是植物必须的营养元素，污水中的磷被植物吸收而得到有效的循环利用。评估对浮萍的磷吸附能力发现，污水中磷含量下降了52％以上[21]。芦苇，莎草类和茨藻属植物磷吸附量高达90％以上。此外，细菌也需要吸收污水中的磷，供自身生长利用。磷在微生物细胞内的累积可通过更换湿地中基质材料而除去。湿地中的基质材料通常含有较多的铁、钙和铝氧化物等容易与磷酸盐发生反应生成难容磷酸盐的物质，从而降低污水中的磷含量[16]。总之，对各种污水中的含磷物质，人工湿地均可有效去除。当然，这要求针对污水来源的不同，选择合适的植物，基质材料的大小和类型，以及对湿地更好的设计。 1.4.4生物除磷法 早在上世纪50年代就有关于生物除磷现象的报道。生物除磷通常由微生物完 成，用于生物除磷的微生物一般是从污泥等环境中筛选、富集得到的，主要包括细菌和微藻类。具有聚磷作用的细菌称为聚磷菌，在厌氧条件下，聚磷菌把细胞中的聚磷酸盐水解为正磷酸盐释放到细胞外，并获取能量文持细胞代谢，同时获取胞外的短链脂肪酸合成聚羟基链烷酸酯(PHA)，合成能量来自聚磷酸盐分解产生的三磷酸腺苷(ATP)。在好氧条件下，聚磷菌快速生长，利用分解胞内PHA所产生的ATP过量摄取污水中的磷。厌、好氧条件交替进行，聚磷菌在好氧条件下的磷摄取量高于厌氧条件下的释放量，磷在细菌细胞内累积从而降低污水中的磷含量。蓝细菌，金黄色葡萄球菌，荚膜红细菌和假单胞菌等磷吸附量可达到约50mg/L，但吸磷通常以天计，时间长，效率不高。微藻类如小球藻，栅藻属和螺旋藻等磷吸附量能达到50％．99％，但这些微藻类繁殖快，不易回收，因此限制了其应用。 (责任编辑：qin) |