1、重金屬是一類對(duì)生態(tài)環(huán)境危害極大的污染物，含重金屬離子廢水的處理一直受到人們的關(guān)注。目前，重金屬廢水處理技術(shù)主要有化學(xué)法、離子交換法、生物法和吸附法等。因吸附材料比表面積大，吸附能力強(qiáng)，適合處理水量大、含多種重金屬離子的低濃度廢水等優(yōu)點(diǎn)，吸附法一直受到人們的廣泛關(guān)注。然而，因吸附劑價(jià)格昂貴使其應(yīng)用受到限制，開發(fā)廉價(jià)高效的新型吸附劑成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的迫切要求。本文以醋醅中分離純化培養(yǎng)的木葡糖酸醋桿菌（Gluconacetobacter xy

2、linus）Gyll為菌種，以玉米漿干粉為有機(jī)氮源發(fā)酵生產(chǎn)細(xì)菌纖維素(bacterial cellulose，簡稱“BC”);同時(shí)基于醚化和接枝共聚改性原理，制得氨基磺酸銨-細(xì)菌纖維素（簡稱“ASBC”）和烯丙基胺-丙烯酸-細(xì)菌纖維素（簡稱“al-AA-BC”），利用響應(yīng)面分析法了優(yōu)化制備過程。以Cd2+、Pb2+、Cu2+和Cr(Ⅵ)為對(duì)象，研究了BC、ASBC和al-AA-BC對(duì)重金屬離子的吸附性能及機(jī)理。
　　研究結(jié)果表明，

3、從醋醅中分離的菌種為醋酸桿菌屬木醋亞種——木葡糖酸醋桿菌（Gluconacetobacter xylinus），命名為Gyll。通過紅外光譜、掃描電鏡、X-射線衍射分析，確定制得的產(chǎn)物屬于Ⅰ型纖維素，具有典型的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，纖維束尺寸為納米級(jí)并且結(jié)晶度很高。采用單因素法和正交試驗(yàn)法確定的制備BC最佳發(fā)酵條件為:玉米漿干粉添加量50g/L，蔗糖添加量60g/L，發(fā)酵液初始pH6.0，菌種加入量120g/L，二級(jí)種子活化時(shí)間22h及靜態(tài)發(fā)酵時(shí)間

4、7d，纖維素產(chǎn)量為12.36g/L。通過對(duì)該菌株發(fā)酵生產(chǎn)BC動(dòng)力學(xué)的分析，確定菌體生長過程符合Logistic方程，BC生產(chǎn)過程符合Luedeking-Piret方程，還原糖消耗量可用基于物料衡算的基質(zhì)消耗方程描述，模型計(jì)算值與試驗(yàn)值能較好吻合。
　　BC對(duì)金屬陽離子的吸附量大小順序?yàn)?Cd2+＞Pb2+＞Cu2+，pH值是影響吸附效果的重要參數(shù)，吸附最佳pH值為5.0;同時(shí)，BC對(duì)Cr(Ⅵ)也具有一定的吸附效果，吸附最佳pH值為

5、1.5，吸附過程在90min達(dá)到平衡。ASBC對(duì)Cd2+、Pb2+、Cu2+和Cr(Ⅵ)均有很好的吸附效果，吸附量大小順序?yàn)?Cd2+＞Pb2+＞ Cu2+＞ Cr(Ⅵ);吸附Pb2+、Cu2+和Cd2+的最佳pH值為5.5，吸附Cr(Ⅵ)的最佳pH值范圍為1.5～2.0。以al-AA-BC作為吸附劑，對(duì)Cd2+、Pb2+、Cu2+和Cr(Ⅵ)進(jìn)行吸附研究發(fā)現(xiàn)，al-AA-BC對(duì)Cd2+、Pb2+、Cu2+有很好的吸附效果，對(duì)Cu2+、

6、Pb2+、Cd2+吸附的最佳pH值為5.0，對(duì)Cr(Ⅵ)吸附的最佳pH值為1.5。經(jīng)醚化改性和接枝共聚改性后，ASBC和al-AA-BC對(duì)水中單一的Cd2+、Pb2+、Cu2+和Cr(Ⅵ)吸附量由改性前的12.98mg/g、10.42mg/g、5.09mg/g、6.05mg/g分別提高到32.50mg/g、29.08mg/g、24.88mg/g、17.06mg/g和45.76mg/g、57.12mg/g、36.87mg/g、46.66m

7、g/g。對(duì)吸附了重金屬離子的吸附劑BC、ASBC和al-AA-BC進(jìn)行的解吸試驗(yàn)表明，采用HCl作解吸劑時(shí)，可有效地將重金屬離子從吸附劑上解吸下來，解吸后的吸附劑仍有較高的吸附活性，說明吸附劑可以多次循環(huán)使用。
　　BC、ASBC對(duì)重金屬離子的吸附過程，均能較好的符合Langmuir吸附等溫模型，說明吸附過程屬于典型的單分子層吸附;al-AA-BC的吸附過程更好的符合Langmuir-Freundlich吸附等溫模型，說明BC經(jīng)接

8、枝共聚改性后表面具有一定的多相性。對(duì)BC、ASBC和al-AA-BC吸附金屬離子的表觀速率擬合均符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，說明吸附過程均以化學(xué)吸附作用為主;粒子內(nèi)擴(kuò)散模型擬合后所得常數(shù)B均不為零，說明粒子內(nèi)擴(kuò)散并不是唯一的速率控制步驟。
　　BC、ASBC和al-AA-BC吸附重金屬離子的主要活性基團(tuán)分別是-OH，-NH2和-OH，-NH2、-COOH和-OH。BC對(duì)重金屬離子的吸附機(jī)理主要是表面能吸附、靜電吸引和配位吸附;而ASBC