实验八 包埋固定化凝胶小球对废 水中染料的吸附实验
一、目的

了解包埋固定化凝胶小球的制作方法及 其对污染物的处理原理 认识包埋固定化凝胶小球对废水中染料 的吸附特性

二、原理

包埋法是一种常用的微生物细胞固定化技术， 它是将微生物封闭在天然高分子多糖类或合 成高分子凝胶中，从而使微生物固定化。它 具有以下优点：防止微生物流失、反应器中 可以达到较高的微生物浓度、抗毒物和冲击 负荷、沉降性能好、有利于固液分离。
实验步骤

固定化：用注射器将混合均匀的包埋剂从 10cm的高处滴入交联剂中，交联剂用磁力 搅拌器搅拌。包埋剂与交联剂交联形成直 径为3mm左右的小球。将固定化小球浸没 在交联剂中储存于4℃的冰箱内继续硬化24 小时。
实验步骤

向 8 个 250mL 的 锥 形 瓶 中 分 别 加 入 10g PVA －硼酸凝胶小球和 100mL 染料浓度为 20mg/L 的染料溶液。将锥形瓶放入恒温 培养床中，恒温 25℃、 30r/min 的条件下 振荡。每隔一段时间取出一个锥形瓶，取 水样测定浊度，水样经0.45μm的微孔滤膜 过滤后测生物的 PVA －硼酸凝胶小球用于废 水处理时，对废水中污染物质的去除包括了 凝胶小球自身的吸附作用以及包埋在其中的 微生物的降解作用。
三、实验方法

实验采用改进PVA－硼酸包埋法，制作不包 埋任何微生物的凝胶小球，考察其对模拟废 水中颜料的吸附效果并绘制吸附等温线。凝 胶小球在使用一段时间后由于其溶解产生胶 体，对水中氨氮的测定会产生影响，故绘制 出水浊度曲线，并将浊度曲线与吸附等温线 进行对比，探索出水浊度与小球吸附量之间 的关系。
二、原理

PVA(聚乙烯醇)－硼酸包埋固定化法是包埋 法中研究较多的一种，相比其它包埋固定化 法它具有机械强度高、耐曝气强度高、耐生 物分解性好、成本低，使用寿命长等优势。
二、原理


PVA加热后溶于水，在其水溶液中加入添加 剂后发生化学反应形成凝胶，常用的添加剂 有硼酸和硼砂；或在低温下(-10℃)冷冻形成 凝胶，从而将微生物包埋固定在凝胶网络中。 在PVA－硼酸交联过程中引入少量的海藻酸 钠可较好的解决PVA颗粒的附聚问题，增强 PVA凝胶的成球能力
四、结果与分析

经4小时振荡后，绘制凝胶小球对染料的吸 附等温线和出水浊度曲线，估算凝胶小球 对染料的吸附容量。
讨论凝胶小球对染料的吸附特点及与水溶 液浊度的关系。

五、思考题

凝胶小球对染料的吸附与活性炭吸附有何 异同？ 浊度的增加与凝胶小球的性质及其吸附容 量之间有怎样的联系？

三、实验方法
活性红KN-3B（C.I. Reactive Red 180）， 特征波长λ max＝543nm
O NaO3SOH2CH2CO2S OH HN N SO3Na N SO3Na C
NaO3S
实验步骤


包埋剂的配制：称取一定质量的PVA、海 藻酸钠和贝壳粉末溶解于90℃的蒸馏水中， 使PVA和海藻酸钠的最终浓度分别为 9%(W/V)和1%(W/V)，待完全溶解后 使其冷却至室温。 交联剂的配制：将2%(W/V) 的CaCl2溶 解于饱和硼酸溶液中，降温至4℃。