刘 丰,王 前,吴华南,徐期勇

渗滤液中Na+对生物膜形成初期吸附特性的影响

刘 丰,王 前,吴华南,徐期勇*

(北京大学深圳研究生院环境与能源学院,广东 深圳 518055)

为了探究渗滤液微生物生物膜形成初期吸附特性,设置4种Na+浓度采用耗散型石英晶体微天平(QCM-D),结合刚性模型和黏弹性模型拟合分析,探究吸附质量和黏弹性随时间变化.结果表明:生物膜初期吸附存在可逆吸附和不可逆吸附过程,150mmol/L的Na+促进了不可逆吸附的形成.Na+增加了溶液Zeta电位,细菌表面所带净电荷量减小;随Na+浓度由2.5mmol/L增加至50mmol/L,表面吸附速率逐渐增加,符合静电双层理论,Na+继续增加至150mmol/L,吸附速率无显著变化.在不同浓度Na+溶液中,吸附膜柔性大小顺序为:150mmol/L>2.5mmol/L>10mmol/L≈50mmol/L.模型拟合结果表明,膜黏弹性随吸附过程逐渐增加;随Na+浓度增加,吸附膜质量增加,膜黏弹性先升高后不变.

微生物吸附；耗散型石英晶体微天平；频率；耗散；黏弹性

渗滤液污染控制是保证填埋场正常运行的关键因素[1-3].渗滤液具有水质复杂、盐分浓度高、微生物群落丰富的特点[4-6].而微生物可通过相互黏附和生长繁殖在渗滤液收集和处理过程中形成生物膜[7-9].生物膜的形成会增加渗滤液的渗透阻力,甚至造成填埋场内部淤堵,降低渗滤液收集效果;同时会增加渗滤液处理反应器结垢风险,降低渗滤液处理效率[10-11].

在生物膜形成初期,离子浓度是影响微生物吸附的重要因素之一[12].研究表明较高的离子浓度可能会影响黏附物质的结构或起到……