摘要：
针对酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)中的Cu^(2+)、Zn^(2+)含量高,褐煤吸附能力有限等问题,以褐煤为原材料,采用球红假单胞菌对褐煤进行改性制备微生物改性褐煤,探究褐煤和微生物改性褐煤对AMD中Cu^(2+)、Zn^(2+)的吸附特性和吸附稳定性。同时,利用SEM、BET和FTIR等手段,揭示褐煤、微生物改性褐煤对Cu^(2+)、Zn^(2+)的吸附机理。结果表明,与褐煤相比,微生物改性褐煤对Cu^(2+)、Zn^(2+)的吸附去除率均提高15%以上;且微生物改性褐煤对Cu^(2+)、Zn^(2+)的吸附饱和容量分别为22.625 mg/g和21.825 mg/g,较原褐煤分别提高了20.66%和19.92%;脱附试验表明,褐煤及改性褐煤对金属离子的吸附具有较高的稳定性。褐煤、微生物改性褐煤对Cu^(2+)和Zn^(2+)的吸附均符合准二级动力学模型,说明吸附过程为化学吸附,主要为离子交换作用;褐煤、微生物改性褐煤吸附Cu^(2+)、Zn^(2+)两种金属离子的等温线均属于Langmuir模型,吸附符合单分子层吸附过程。由SEM、BET和FTIR测试可知,褐煤经球红假单胞菌改性后表面结构遭到破坏,比表面积大幅增加,部分官能团溶解导致褐煤表面孔隙增加;同时,褐煤分子结构发生改变,含有C=0的烯烃及环状烃中的主链、支链断裂、褐煤中—CHO和C=0等含氧官能团会出现分解,从而产生较小的羟基类和醇基类等小分子有机物,—OH、—COOH等含氧官能团大量增加,吸附点位增多,提高了褐煤的吸附能力。
