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随着皮革制造、电镀工艺、铬与铬盐的生产、铬矿的冶炼等产业的快速发展,大量含铬废水的排放对水体和环境造成重大污染。厌氧颗粒污泥是一种在厌氧培养条件下,由微生物相互聚集而形成的颗粒状污泥,以其作为生物吸附剂,具有吸附容量高、固液分离效果好、价格低廉、工艺简单以及能够高效处理重金属与有机物复合污染的水体等优点。因此,本研究选用厌氧颗粒污泥作为吸附剂处理含Cr(Ⅵ)废水。研究以UASB反应器为模型自制一个厌氧反应器,控制反应器的运行条件与运行过程,于第60天左右,成功培养出具有颜色为灰黑色、粒径分布良好、沉降性能良好、生物活性高等特点的厌氧颗粒污泥。吸附时间、污泥投加量、pH、Cr(Ⅵ)的初始浓度和反应温度都对厌氧颗粒污泥吸附水中Cr(Ⅵ)具有一定的影响,在Cr(Ⅵ)的初始浓度为50 mg/L及污泥投加量为1.0 g(干重)/100 ml溶液的条件下,本研究所得最佳吸附条件为:吸附时间为72 h、pH值为7、温度为35℃,此条件下厌氧颗粒污泥对水中Cr(Ⅵ)的吸附容量可达21.782 mg/g。Cu(Ⅱ)的存在对Cr(Ⅵ)的吸附过程起到一定的促进作用。厌氧颗粒污泥对水中Cr(Ⅵ)的吸附过程经历了前期快速吸附与后期慢速吸附两个阶段。用伪二级动力学模型能很好的描述厌氧颗粒污泥对Cr(Ⅵ)的吸附过程;使用Freundlich和Langmuir等温式都能对实验数据进行很好的拟合,相比较来说,Langmuir等温式具有更高的拟合相关性。对于厌氧颗粒污泥吸附Cr离子后的脱附实验,研究表明硝酸是最有利于厌氧颗粒污泥循环再生利用的脱附剂;实验所获得的最佳脱附剂浓度、脱附时间分别为0.2 mol/L、60 min,此条件下,硝酸对厌氧颗粒污泥中Cr的脱附率为98.84%。通过微生物活性实验、傅立叶红外光谱分析以及XPS分析等手段探讨厌氧颗粒污泥吸附水中Cr(Ⅵ)的吸附机理,结果表明,水中Cr(Ⅵ)首先被颗粒污泥吸附到其表面并向颗粒内部扩散,而后Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ),最终水中Cr(Ⅵ)的去除是物理吸附、化学吸附、化学沉淀及生物富集等多重过程共同作用的结果;微生物活性越高,厌氧颗粒污泥对水中Cr离子的吸附能力越强;傅立叶红外光谱分析表明,络合作用是参与水中Cr吸附的主要机理之一,参与吸附作用的基团有-OH、-NH2、C-H、C=O、C-O-C和C-OH等;XPS扫描分析表明,经厌氧颗粒污泥作用后的Cr(Ⅵ)基本上被还原成了Cr(Ⅲ),此结果也证明了Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ)是厌氧颗粒污去除水中Cr(Ⅵ)污染中的关键作用。