.1122 北京科技大学学报 第35卷 度30℃，香菇培养基废料投加量从2.5增大至15 mgL-1,pH值为3，吸附时间4h,吸附剂投加量5 gL-1时，C2+去除率及吸附量的变化趋势如图5 gL-1时在2040℃温度范围内，废料对Cu2+的 所示. 吸附效果见图6所示. 50 14 随着温度的升高，香菇培养基废料对Cu2+的 45 12 40 吸附量不断下降，温度升高了20℃，吸附量降低了 10 47.7%,表明温度升高不利于该生物吸附.原因可能 30 8 是，温度升高，导致因静电作用被吸附的C2+不 20 6 断地被脱附下来，因为静电作用放热16，因此吸附 15 4 量降低：也有可能是温度升高破坏了吸附剂上的吸 吸附量2 一去除率 附活性位点3. 0 10 15 16 吸附剂投加量/(gL-) 图5香菇培养基废料投加量影响 12 Fig.5 Effect of adsorbent dosage on the biosorption of Cu2+ 3-8u) 10 从图5可以看出，随着废料投加量的增加，吸 附量不断降低，从11.90降至3.66mgg-1,而去除 率却呈现出先增大后减小的趋势，在投加量为10 gL-1时去除率达到最大值44.35%.因此，吸附剂 20 2530354045 最佳投加量为10gL-1. 温度/℃ 不难理解，吸附量会随着投加量的增加而降低. 图6温度的影响 去除率先升高，是因为对于一定量的重金属离子来 Fig.6 Effect of temperature on the biosorption of Cu2+ 说，吸附剂投加量越多，可提供的吸附活性位点也 越多，因此去除率就随之增高：但是随着废料投加 2.6吸附平衡 量超过10gL-1,实验中观察到吸附剂之间相互团 Langmuir等温线方程和Freundlich等温线方 结成球块，极不易散开，从而减少了能够与重金属 程被广泛用来分析吸附过程，等温吸附常数见表1. 离子结合的活性位点数，因此去除率反而下降. 从表中可看出，香菇培养基废料对C2+的吸 2.5温度的影响 附既符合Langmuir等温吸附模型又符合Freundlich 温度是影响生物吸附的又一重要因素.香菇培 等温吸附模型，相关系数均达到0.99，相关性较好， 养基废料作为一种新型吸附材料，有必要研究其吸 表明吸附过程中可能同时存在单层及多层吸附，吸 附量随温度的变化规律.Cu2+初始质量浓度150 附机制较复杂 表1香菇培养基废料对C2+的等温吸附常数 Table 1 Isotherm parameters for the biosorption of Cu2+on the spent shiitake substrate Langmuir等温方程 Freundlich等温方程 最大吸附量，9m/mgg-1) 吸附常数，b/(Lmg1) R2 常数，n 常数，K R2 33.11 0.006 0.99 1.408 0.416 0.9901 吸附常数b可用来量度吸附质与吸附剂结合 发现香菇培养基废料作为吸附剂具有一定的竞争潜 的稳定程度，b越大表明两者之间结合的稳定度越 力，可用来治理矿山酸性废水 大1).香菇培养基废料对C2+的吸附常数仅为 2.7吸附动力学 0.006Lmg~1,表明其与Cu2+的结合稳定度较低， 为了研究香菇培养基废料对C+的吸附动力 被吸附的C+很容易被脱附下来，温度影响实 学模型，分别用拟一级动力学模型、拟二级动力学 验中吸附量随温度的升高而显著降低即可证实这一 模型和粒子内部扩散模型16对实验数据进行拟合， 论断. 结果见表3. 香菇培养基废料对Cu2+的最大吸附量gm为 lg(qe-qt)=lg qe-kit, (3) 33.11mgg1.将其与其他吸附剂相比较，见表2，· 1122 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 35 卷 度 30 ℃，香菇培养基废料投加量从 2.5 增大至 15 g·L −1 时，Cu2+ 去除率及吸附量的变化趋势如图 5 所示. 图 5 香菇培养基废料投加量影响 Fig.5 Effect of adsorbent dosage on the biosorption of Cu2+ 从图 5 可以看出，随着废料投加量的增加，吸 附量不断降低，从 11.90 降至 3.66 mg·g −1，而去除 率却呈现出先增大后减小的趋势，在投加量为 10 g·L −1 时去除率达到最大值 44.35%. 因此，吸附剂 最佳投加量为 10 g·L −1 . 不难理解，吸附量会随着投加量的增加而降低. 去除率先升高，是因为对于一定量的重金属离子来 说，吸附剂投加量越多，可提供的吸附活性位点也 越多，因此去除率就随之增高；但是随着废料投加 量超过 10 g·L −1，实验中观察到吸附剂之间相互团 结成球块，极不易散开，从而减少了能够与重金属 离子结合的活性位点数，因此去除率反而下降. 2.5 温度的影响 温度是影响生物吸附的又一重要因素. 香菇培 养基废料作为一种新型吸附材料，有必要研究其吸 附量随温度的变化规律. Cu2+ 初始质量浓度 150 mg·L −1，pH 值为 3，吸附时间 4 h，吸附剂投加量 5 g·L −1 时在 20∼40 ℃温度范围内，废料对 Cu2+ 的 吸附效果见图 6 所示. 随着温度的升高，香菇培养基废料对 Cu2+ 的 吸附量不断下降，温度升高了 20 ℃，吸附量降低了 47.7%，表明温度升高不利于该生物吸附. 原因可能 是，温度升高，导致因静电作用被吸附的 Cu2+ 不 断地被脱附下来，因为静电作用放热 [16]，因此吸附 量降低；也有可能是温度升高破坏了吸附剂上的吸 附活性位点 [3] . 图 6 温度的影响 Fig.6 Effect of temperature on the biosorption of Cu2+ 2.6 吸附平衡 Langmuir 等温线方程和 Freundlich 等温线方 程被广泛用来分析吸附过程，等温吸附常数见表 1. 从表中可看出，香菇培养基废料对 Cu2+ 的吸 附既符合 Langmuir 等温吸附模型又符合 Freundlich 等温吸附模型，相关系数均达到 0.99，相关性较好， 表明吸附过程中可能同时存在单层及多层吸附，吸 附机制较复杂. 表 1 香菇培养基废料对 Cu2+ 的等温吸附常数 Table 1 Isotherm parameters for the biosorption of Cu2+ on the spent shiitake substrate Langmuir 等温方程 Freundlich 等温方程 最大吸附量, qm/(mg·g−1 ) 吸附常数, b/(L·mg−1 ) R2 常数, n 常数, Kf R2 33.11 0.006 0.99 1.408 0.416 0.9901 吸附常数 b 可用来量度吸附质与吸附剂结合 的稳定程度，b 越大表明两者之间结合的稳定度越 大[17] . 香菇培养基废料对 Cu2+ 的吸附常数仅为 0.006 L·mg−1，表明其与 Cu2+ 的结合稳定度较低， 被吸附的 Cu2+ 很容易被脱附下来，温度影响实 验中吸附量随温度的升高而显著降低即可证实这一 论断. 香菇培养基废料对 Cu2+ 的最大吸附量 qm 为 33.11 mg·g −1 . 将其与其他吸附剂相比较，见表 2， 发现香菇培养基废料作为吸附剂具有一定的竞争潜 力，可用来治理矿山酸性废水. 2.7 吸附动力学 为了研究香菇培养基废料对 Cu2+ 的吸附动力 学模型，分别用拟一级动力学模型、拟二级动力学 模型和粒子内部扩散模型[16] 对实验数据进行拟合， 结果见表 3. lg(qe − qt) = lg qe − k1t, (3)