响应曲面法优化Fe(Ⅲ)改性卡氏变形杆菌吸附去除Sb(Ⅴ)及其机理

作者：邓仁健; 唐智娥; 任伯帜; 周赛军; HURSTHOUSE Andrew

来源：环境科学研究, 2020, 33(12): 2888-2897.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.14

• Fe(Ⅲ)改性卡氏变形杆菌吸附剂(FMPAs)
• Box-Behnken响应曲面法
• Sb(Ⅴ)
• 吸附机理

水环境中过量Sb(Ⅴ)所引起的环境危害受到越来越多的关注.为了考察工艺参数对铁盐改性生物吸附剂吸附Sb(Ⅴ)效果影响、交互作用及其机理,以Fe(Ⅲ)改性卡氏变形杆菌吸附剂(简称"FMPAs")为研究对象,采用Box-Behnken响应曲面法对FMPAs吸附处理合成含Sb(Ⅴ)废水的吸附时间、FMPAs投加量、pH、温度及Sb(Ⅴ)初始浓度等因素进行优化,确定了最优吸附条件,并对吸附过程的等温模型、动力学模型及吸附机理进行了研究.结果表明:(1)FMPAs吸附Sb(Ⅴ)的最优条件为吸附时间3.0 h、FMPAs投加量1 910.04 mg/L、pH 2.31、温度45.0℃、Sb(Ⅴ)初始浓度24.80 mg/L,且最优条件下Sb(Ⅴ)的去除率高达97.03%.(2)FMPAs对Sb(Ⅴ)的吸附符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附容量(qmax)为60.506 mg/g,其吸附动力学过程可采用准一级动力学模型拟合,属于单层吸附和化学吸附.(3)FMPAs吸附Sb的机理主要为Fe(Ⅲ)改性卡氏变形杆菌生成了Fe—O—OH、Polyose—Fe、Polyose—O—Fe(OH)2等化合物,这些物质中羟基被Sb(Ⅴ)取代生成新的配合物Fe—O—Sb,使Sb(Ⅴ)得到吸附去除.研究显示,FMPAs对Sb(Ⅴ)具有较高的吸附容量,是一种极具潜在应用价值的绿色生物质吸附剂,可用于处理含Sb(Ⅴ)废水.

• 单位
  湖南科技大学; 土木工程学院