活性污泥吸附性能测定的意义是什么？
研究了复合生物吸附剂FY01 和活性污泥处理含铬电镀废水的吸附性能。结果表明，铬的生物吸附分为快速吸附和缓慢吸附两个阶段。FY01 具有良好的吸附稳定性，对废水的pH 适应能力强，当pH=2.5~6 时，10 g·L-1FY01 和5 g·L-1 污泥曝气处理2 000 mL 电镀废水2 h 后，68.6 mg·L-1 含铬通用电镀废水中总铬的去除率达71.5~75.6%；50.1 mg·L-1含铬康力电镀废水中总铬的去除率高达80.0~90.0%。FY01 和活性污泥具有良好的协同促进作用，10 g·L-1 FY01 和15 g·L-1 污泥对通用电镀废水、康力电镀废水中铬的联合去除率分别高达97.7%和88.1%，比两者单独处理电镀废水的除铬率总和分别高出39.8%、44.6%。
关键词：生物吸附剂；铬；电镀废水；活性污泥
中图分类号: X703.1 文献标识码:A 文章编号: 1008-8873(2006)04-335-04
含铬电镀废水对人体及其它生物具有强烈的三致效应[1]。对该类废水的妥善处理，已成了电镀行业中一个必须解决的环境问题[2, 3]。由于现阶段应用于铬、铜等重金属废水处理的化学法、离子交换法、电解法、活性炭吸附法等处理技术[4, 5]具有费用较高、易产生二次污染等缺点。因此，近年来人们一直在致力于环保型重金属废水处理技术和工艺的研究与开发[6, 7]。生物吸附法具有价廉、高效、无二次污染、吸附材料来源广泛等优点[8]，已成为重金属废水处理的研究热点[9]。
本文以复合生物吸附剂(FY01)和活性污泥作为生物吸附材料，在曝气的条件下，对通用电镀废水和康力电镀废水中铬的生物吸附性能进行了研究，同时也探讨了FY01 与污泥的协同作用。期盼本文的研究工作能为重金属生物吸附的研究和开发提供一个新的思路。
1 材料与方法
1.1 废水和污泥
通用电镀废水：采集于广东省广州市某电镀厂，总Cr、Cr6+、Cu、CODCr、pH 分别为68.6 mg·L-1、66.0 mg·L-1、3.35 mg·L-1、67 mg·L-1、3.30。
康力电镀废水：采集于广东省阳江市某电镀厂，总Cr、Cr6+、Cu、CODCr、pH 分别为150.4 mg·L-1、138.3 mg·L-1、4.62 mg·L-1、120 mg·L-1、2.15。
康力电镀废水稀释水样：利用去离子水对康力电镀废水进行稀释，总Cr、Cr6+、Cu、CODCr 分别为50.1 mg·L-1、46.1 mg·L-1、1.54 mg·L-1、40 mg·L-1。
石化污泥：采集于中国石油化工股份有限公司广州分公司污水处理厂，含水率约84 %。
1.2 复合生物吸附剂(FY01)
取枯草杆菌(Bacillus subtilis) 、掷孢酵母（ SPOrobolomycetaceae sp. YJS ）、产朊假丝酵母(Candida utilis)、黑曲霉(Aspergillus niger)、芽孢杆菌属(Bacillus)、酵母属(Saceharomyces)、根霉属(Rhizopus)等微生物和电镀厂内受污染土壤复合驯化。提取驯化后的复合菌体与聚苯乙烯胶球体和植物碎片混合物混合，制备成含水量约为80 %、含菌量为108~109 CFU·g-1的复合生物吸附剂。
1.3 吸附实验
取复合生物吸附剂10 g·L-1、污泥5 g·L-1，投加于2000 mL 的电镀废水中，调节pH 值，曝气吸附2 h，取处理后水样测定总铬含量。
1.4 分析方法
总Cr 和Cr6+采用二苯碳酰二肼显色法测定；铜采用原子吸收法测定，所用原子吸收分光光度计是北京第二光学仪器厂的WFX-1C；COD 采用重铬酸钾法测定；pH 由上海雷磁厂生产的PHS－3C 型pH 计测定。
2 结果与分析
2.1 电镀废水pH 对吸附的影响
与目前公布的高吸附饱和量的单菌株生物吸附剂相比，FY01 对废水pH 的适应能力具有较明显的优势[3,6]。当废水pH=2.5~6 时，10 g·L-1 复合吸附剂和5 g·L-1 石化污泥处理通用电镀废水2 h 后，对68.6 mg·L-1总Cr 的去除达71.5~75.6 %，铜的去除达97 %以上，结果如图1 所示；当稀释后的康力电镀废水pH 调至2.5~6 时，50.1 mg·L-1 总Cr 的去除率高达80.0~90.0 %，铜的去除达99 %以上，结果表明FY01 具有较强的耐废水pH 冲击的能力(见图2)。这主要是由于本研究制备的FY01 是由多菌种组成，部分菌种对铬、铜等重金属具有较强的生物吸附效果和体内积累性能；部分从长期被电镀废水、废渣污染的土壤中驯化出的微生物，已对高浓度重金属具有较强的解毒能力。菌群中不同的菌种对铬和铜的吸附具有不同的适宜pH 值(如掷孢酵母的适宜pH=2~4，产朊假丝酵母的适宜pH=2~3) [10]。当这些菌处于动态平衡时，便构成了较宽的适宜pH 平台值。
通用电镀废水的pH 在适宜吸附的pH 范围内，以下有关该废水的研究均在原水pH 下进行；而康力电镀废水的pH 则调至3.5。因为该pH 值与大部分金属表面加工行业的含重金属废水的pH 值接近；同时，该值处于适宜pH 平台值的中部，易于调控，研究结果在实际应用中具有较好的参考价值。
2.2 处理时间对电镀废水的吸附实验
图3 结果表明，铬的生物去除可分为2 个阶段。在吸附开始的较短时间内，铬的去除率快速增长，可能这是FY01 对铬进行表面吸附的阶段。其中，当吸附时间小于0.5 h 时，康力废水中铬的去除处于快速增长阶段，去除率与处理时间的反应方程式和相关系数r 分别为y = 136.46 x + 3.8017、0.9853，变化趋势呈较强的线性相关。0.5 h 后，铬的去除进入缓慢增长阶段。可能此时FY01 对铬的吸附主要以跨细胞膜的体内积累为主，通用电镀废水中铬的去除曲线也具有类似的变化趋势。