Abstrakt

Untersuchung der Rolle und des Mechanismus extrazellulärer polymerer Substanzen bei der Biosorption verschiedener Farbstofftypen auf aerobem Granulatschlamm

Kai Li, Dong Wei, Tao Yan1, Bin Du*, Qin Wei

Extrazelluläre polymere Substanzen (EPS) als eine Reihe von Stoffwechselprodukten, die von Mikroorganismen abgesondert werden, haben einen wichtigen Einfluss auf die Bildung und Stabilität von Schlamm. In dieser Studie wurde die Rolle von EPS bei der Biosorption von drei Farbstoffen unter Verwendung von aerobem Granulatschlamm (AGS) als Biosorbent untersucht. Gleichzeitig wurde der Mechanismus zwischen EPS und drei Farbstofftypen mithilfe einer dreidimensionalen Anregungs-Emissions-Matrix (3D-EEM), synchronen Fluoreszenzspektren, zweidimensionaler Korrelationsspektroskopie (2D-COS) und Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) untersucht. Die experimentellen Daten zeigten, dass die Sorption von Methylenblau (MB), Methylorange (MO) und Kongorot (CR) auf AGS für Langmuir- und Freundlich-Isothermen günstig war. Es wurde nachgewiesen, dass EPS einen unterschiedlichen Beitrag zur Entfernung von drei Farbstofftypen leisteten und EPS möglicherweise eine größere Rolle bei der Entfernung kationischer Farbstoffe spielen. 3D-EEM ergab, dass zwei proteinähnliche Substanzen in EPS identifiziert und in Gegenwart von Farbstoffen gelöscht wurden. Synchronen Fluoreszenzspektren zufolge wurde festgestellt, dass dynamische und statische Löschungen an der Fluoreszenzlöschung von EPS durch drei Farbstofftypen beteiligt sein könnten. Darüber hinaus wurde eine höhere Bindungsfähigkeit zwischen MB und EPS beobachtet als bei den beiden anderen Farbstoffen. 2D-COS zeigte, dass die spektralen Änderungen in die gleiche Richtung verliefen wie die Variation der MB-, MO- und CR-Konzentrationen. Die in der vorliegenden Studie erzielten Ergebnisse könnten zu einem besseren Verständnis der Rolle und des Mechanismus von EPS während des Biosorptionsprozesses beitragen.