本书共分12章，介绍了水体中重金属污染的来源、危害以及国内外重金属废水处理技术现状。结合著者多年来对重金属废水的实验研究成果，对生物基吸附剂制备、吸附水体重金属的机理、磁性固液分离体系建立的技术要点、研究现状等进行了系统整理。
本书既有详细具体的实验研究成果，又有深入的理论分析，可供从事重金属废水处理的技术人员、科研人员和管理人员阅读参考，也可供高等学校市政工程以及环境工程专业师生学习使用。
本书结合著者多年来对重金属废水的实验研究成果，对生物基吸附剂制备、吸附水体重金属的机理、磁性固液分离体系建立的技术要点、研究现状等内容进行了系统整理。本书既有详细具体的实验研究，又具有深入的理论分析。
随着我国现代工业的快速发展，尤其金属矿的开采、冶炼、加工及制造活动的开展，致使大量多种重金属进入水体，引起了严重的水环境污染，造成生态系统严重受损，甚至威胁到人类生存与健康。为了树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，环境保护部和国务院相继正式发布了《重金属污染综合防治十二五规划》以及《水污染防治行动计划》（简称水十条），这些举措说明水污染治理是目前我国亟待解决的生态环境问题，体现了政府对水污染治理的重视程度。
目前，生物处理重金属工业废水是国内外水处理研究领域的热点课题之一。本书主要以微生物及农林业副产品等为生物基材料，制备高效复合生物吸附剂用来吸附处理工业废水中重金属，具有重要的理论支撑与实践指导意义。生物基吸附剂具有环境友好、廉价易得、制备简单、运行稳定，处理高效等特点。本书着重对生物基吸附剂材料制备、改性、磁性固液快速分离技术等进行系统的实验研究，利用TEM、SEM、FTIR、XRD、XPS、RS等表征分析手段探究了几种典型重金属的吸附机理、吸附动力学和吸附热力学。
本书共分12章，介绍了水体中重金属污染的来源、危害以及国内外重金属废水处理技术现状。结合著者多年来对重金属废水的实验研究成果，对生物基吸附剂制备、吸附水体重金属的机理、磁性固液分离体系建立的技术要点、研究现状等进行了系统整理。本书既有详细具体的实验研究，又有深入的理论分析，可供从事重金属废水处理的技术人员、科研人员和管理人员阅读参考，也可供高等学校市政工程以及环境工程专业师生学习使用。
特别感谢内蒙古工业大学宋蕾教授、白润英副教授等诸位同事在本书撰写过程中的鼎力支持，同时感谢课题组陈晨、崔凤娇、江港、成恬嘉，王之夏及刘欣欣等多位硕士在资料收集和校稿等工作中的辛苦付出，感谢南昌航空大学肖潇博士和刘婷博士的无私帮助与支持。
限于著者水平，书中的疏漏和不妥之处在所难免，敬请各位读者批评与指正，著者不胜感激。
李会东
2021年4月
第1章绪论/001
1.1重金属污染概述001
1.1.1重金属污染及其来源002
1.1.2重金属污染的危害004
1.1.3重金属废水污染现状007
1.2废水生物处理技术概念009
1.2.1废水生物处理技术原理009
1.2.2废水生物处理技术体系011
1.3我国和欧盟部分国家对多种重金属现行排放限值013
1.4本章小结014
参考文献014
第2章重金属废水处理基础/016
2.1重金属废水处理传统技术016
2.1.1化学法016
2.1.2物理化学法018
2.2重金属废水处理生物吸附法019
2.2.1生物吸附剂的来源和类型020
2.2.2生物吸附机理021
2.2.3生物吸附过程022
2.3重金属生物吸附研究进展022
2.3.1国内研究进展022
2.3.2国外研究进展024
2.4人工制备生物基吸附剂研究进展026
2.4.1生物炭吸附剂026
2.4.2藻类吸附剂026
2.4.3菌类吸附剂027
2.4.4农林废弃物吸附剂027
2.4.5复合生物吸附剂028
2.5生物基吸附剂处理重金属废水前景展望028
2.6磁性分离技术在废水处理中的应用029
2.6.1共沉淀法030
2.6.2溶胶-凝胶法030
2.6.3共混包埋法032
2.7本章小结032
参考文献032
第3章生物基吸附剂表征及性能分析/034
3.1表征分析方法034
3.1.1FTIR分析034
3.1.2RS分析035
3.1.3SEM分析036
3.1.4TEM分析037
3.1.5XRD分析037
3.1.6XPS分析038
3.2吸附等温线模型039
3.2.1Langmuir模型039
3.2.2Freundlich模型040
3.2.3Temkin模型040
3.2.4Sips模型041
3.3吸附动力学分析041
3.3.1准一阶动力学041
3.3.2准二阶动力学041
3.4吸附容量与去除率计算042
3.5本章小结042
参考文献042
第4章生物填充技术在处理含铬废水中的应用/044
4.1实验材料045
4.1.1材料045
4.1.2固定化载体045
4.2实验方法045
4.2.1吸附剂吸附性能实验045
4.2.2吸附剂预处理实验046
4.2.3等温吸附实验046
4.2.4菌体固定方法046
4.2.5填充柱吸附实验047
4.2.6吸附剂解吸附实验047
4.3结果与讨论048
4.3.1吸附剂吸附性能评定048
4.3.2预处理对六价铬去除的影响049
4.3.3等温吸附实验结果050
4.3.4Thomas模型的应用052
4.3.5填充柱吸附六价铬的穿透曲线054
4.3.6吸附剂的再生和重复利用054
4.4本章小结056
参考文献057
第5章磁性分离技术在生物吸附处理含铬废水中的应用/058
5.1实验材料059
5.1.1材料059
5.1.2包埋剂059
5.2实验方法059
5.2.1磁性Fe3O4粒子合成059
5.2.2Fe3O4粒子磁性测定059
5.2.3生物功能磁珠制备059
5.2.4生物功能磁珠性能测定060
5.2.5溶液配制060
5.2.6铬的吸附实验061
5.2.7共存离子对生物功能磁珠吸附六价铬的影响061
5.2.8铬的分析方法062
5.2.9其他实验方法062
5.3结果与讨论062
5.3.1Fe3O4颗粒磁性测定062
5.3.2生物功能磁珠的性能063
5.3.3吸附工艺流程063
5.3.4pH值对生物功能磁珠吸附六价铬的影响063
5.3.5温度对生物功能磁珠吸附六价铬的影响064
5.3.6共存离子对生物功能磁珠吸附六价铬的影响064
5.3.7生物功能磁珠对六价铬的吸附能力066
5.3.8铬生物吸附的特性067
5.3.9Langmuir吸附等温线068
5.3.10吸附动力学068
5.3.11生物功能磁珠吸附六价铬后的解吸附和重复利用069
5.3.12傅里叶变换红外光谱分析070
5.3.13拉曼光谱分析070
5.3.14扫描电子显微镜分析073
5.4本章小结074
参考文献074
第6章发酵工业副产品在处理含铬废水中的应用/076
6.1实验材料077
6.1.1材料077
6.1.2包埋剂077
6.2实验方法077
6.2.1废弃菌体处理077
6.2.2磁性Fe3O4粒子合成以及磁性测定077
6.2.3生物功能磁珠制备077
6.2.4生物功能磁珠性能测定078
6.2.5其他实验方法078
6.3结果与讨论078
6.3.1生物功能磁珠的性能078
6.3.2pH值对生物功能磁珠吸附六价铬的影响078
6.3.3温度对生物功能磁珠吸附六价铬的影响080
6.3.4三种发酵工业废弃菌体磁珠的吸附能力081
6.3.5铬生物吸附的特性082
6.3.6Langmuir吸附等温线083
6.3.7吸附动力学084
6.3.8三种发酵工业废弃菌体磁珠解吸附和重复利用084
6.4本章小结085
参考文献086
第7章微生物吸附法在处理含铅废水中的应用/087
7.1实验材料088
7.1.1主要试剂088
7.1.2样品来源088
7.1.3培养基089
7.2实验方法089
7.2.1菌种分离与筛选089
7.2.2耐铅菌种鉴定089
7.2.3生长曲线测定090
7.2.4铅溶液配制090
7.2.5pH值测定091
7.2.6耐铅菌株分离、筛选与纯化091
7.2.7生长曲线091
7.2.8生物吸附剂制备091
7.2.9吸附条件研究092
7.2.10吸附动力学研究093
7.3结果与讨论093
7.3.1耐铅菌的菌落形态特征093
7.3.2菌株H1扫描电镜结果094
7.3.3菌株H1 16S rDNA序列分析结果095
7.3.4菌株H1投加量对含铅废水处理效果的影响096
7.3.5pH值对含铅废水处理效果的影响097
7.3.6初始浓度对含铅废水处理效果的影响098
7.3.7温度对含铅废水处理效果的影响098
7.3.8吸附动力学实验099
7.3.9吸附机理分析100
7.4本章小结102
参考文献103
第8章ARSIB生物吸附剂在处理含铅废水中的应用/105
8.1实验材料106
8.1.1材料106
8.1.2试剂106
8.2试验方法107
8.2.1菌悬液制备107
8.2.2ARSIB制备107
8.2.3各因素对ARSIB相关性能及去除率的测试108
8.2.4ARSIB制备109
8.2.5ARSIB对铅离子吸附性能研究109
8.2.6解吸与再生利用109
8.3结果与讨论110
8.3.1各因素对ARSIB固定化的影响110
8.3.2ARSIB制备配比111
8.3.3ARSIB对含铅废水处理效果的影响113
8.3.4解吸与再生利用分析117
8.3.5ARSIB重复利用性119
8.3.6实际工业废水吸附处理120
8.3.7吸附机理分析120
8.4本章小结123
参考文献124
第9章超声技术在生物吸附处理含铅废水中的应用/126
9.1实验材料126
9.1.1材料126
9.1.2包埋剂127
9.2实验方法127
9.2.1生物吸附剂制备方法127
9.2.2实验方法127
9.3结果与讨论128
9.3.1生物吸附剂对水溶液中铅的吸附条件优化128
9.3.2生物吸附铅的机理研究132
9.3.3扫描电镜分析133
9.3.4傅里叶变换红外光谱分析134
9.3.5实际废水重金属离子去除研究134
9.4本章小结135
参考文献135
第10章改性介孔分子筛吸附剂在处理含铅废水中的应用/136
10.1实验材料136
10.1.1材料136
10.1.2改性剂137
10.2实验方法137
10.2.1改性介孔分子筛吸附剂制备方法137
10.2.2批量实验方法137
10.3结果与讨论138
10.3.1改性介孔分子筛对水溶液中铅的吸附条件优化138
10.3.2改性介孔分子筛吸附Pb2 机理研究142
10.3.3扫描电镜分析143
10.3.4傅里叶变换红外光谱分析143
10.4本章小结144
参考文献144
第11章改性壳聚糖基生物吸附剂在处理含铜废水中的应用/146
11.1实验材料146
11.1.1材料146
11.1.2交联剂147
11.2实验方法147
11.2.1ECH改性壳聚糖/纤维素制备147
11.2.2吸附实验147
11.2.3交联度的测定147
11.3结果与讨论148
11.3.1改性条件对吸附效果的影响及配比的确定148
11.3.2改性材料表征分析151
11.3.3吸附影响因素研究153
11.3.4吸附机理研究155
11.4本章小结159
参考文献160
第12章生物基吸附剂在处理含镉废水中的应用/161
12.1水体中镉污染的来源、现状及危害161
12.2水体中重金属镉的修复技术162
12.2.1重金属镉的物理修复技术162
12.2.2重金属镉的化学修复技术162
12.2.3重金属镉的生物修复技术164
12.3生物基吸附材料在重金属镉废水处理中的应用165
12.4植物材料167
12.5本章小结167
参考文献167
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