混凝強化型好氧顆粒污泥對Ni2+吸附性能及機理研究

李江琴，楊志穎，胡 超，歐陽二明

（1.南昌大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，江西南昌 330031；2.廣東職業(yè)技術(shù)學(xué)院輕工與材料學(xué)院，廣東佛山 528041）

鎳具有強度高、延展性好、化學(xué)穩(wěn)定性佳且耐酸堿等優(yōu)點，常被應(yīng)用于汽車制造、航天和電子元件等工業(yè)領(lǐng)域〔1〕。由于鎳離子具有生物難降解性，存在生態(tài)環(huán)境富集的風(fēng)險〔2?3〕。同時其還具有致敏性，其化合物具有致癌性〔4〕，屬于第一類污染物。因此，工業(yè)生產(chǎn)中的含鎳廢水需要嚴(yán)格處理。

好氧顆粒污泥（Aerobic granulated sludge，AGS）具有良好的污染物去除和耐負(fù)荷沖擊等能力〔5〕，并且其比表面積大、孔隙率高，具有優(yōu)秀的吸附性能〔6〕。Li WANG等〔7〕利用AGS吸附廢水中的Sr2+；李姝等〔8〕利用鈣化AGS吸附廢水中的Pb2+、Cu2+、Cd2+。因此，使用AGS吸附重金屬是可行的處理工藝，并且能達到以廢治廢的目的，具有良好的發(fā)展前景。

然而，AGS因成形所耗時間較長限制了其工業(yè)化應(yīng)用〔9〕。有相關(guān)研究〔10?11〕著力于強化AGS的快速形成，其中采用聚合氯化鋁（Poly aluminum Chlo?ride，PAC）促進顆粒污泥形成的方法相對便捷且效果較好〔12〕。梁梓軒等〔13〕研究發(fā)現(xiàn)不同混凝劑強化后的AGS表面具有特異性結(jié)構(gòu)。楊志穎等〔14〕研究發(fā)現(xiàn)天然混凝劑（Starch-based natural coagulant，SNC）促進AGS成形效果顯著，且SNC具有多官能團性的特點〔15〕，有望強化AGS對Ni2+的吸附性能。因此，本研究以PAC和SNC強化的AGS為吸附劑，探究吸附劑投加量、Ni2+初始質(zhì)量濃度、pH和時間等因素對吸附效果的影響，確定吸附的最優(yōu)條件；并運用吸附等溫線模型、吸附動力學(xué)模型和FT?IR解釋其吸附機理，為其實際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 AGS的培養(yǎng)

AGS接種自南昌市某污水處理廠的回流污泥，使用序批式活性污泥反應(yīng)裝置（SBR）S1、S2，以人工模擬廢水為底物，S1和S2分別投加SNC和PAC進行混凝強化。……