The effect of biomass (Chlorella vulgaris, Scenedesmus armatus) concentrations on Zn2+, Pb2+ and Cd2+ biosorption from zinc smelting wastewater

Non-modified and chemically modified algal biomass of Chlorella vulgaris and Scenedesmus armatus were chosen to examine their Zn²⁺, Pb²⁺ and Cd²⁺ sorption activity. The dry biomass was chemically modified with 1M HNO₃ in order to determine the influence of acid- -treatment on the heavy metal ions removal rate. The heavy metal uptake process was found to be rapid and very efficient. The sorption process of heavy metals is highly pH-dependent. It influences heavy metal forms in the solution, and functional groups located on the cell surface. The effectiveness of biosorption depends also on the biomass concentration and its modifications. The highest adsorption capacities of both, Chlorella vulgaris and Scenedesmus armatus towards zinc, lead and cadmium ions were found for the lowest sorbent concentrations. Batch experiments showed that the differences between uptake by non-modified and acid-modified biomass are relatively small. It can be due to the fact that non-modified algal biomass exhibits high sorption capacity.

Celem badań była ocena wydajności biosorpcji Zn²⁺, Pb²⁺ i Cd²⁺ pochodzących z ocynkowni przez modyfikowaną i niemodyfikowaną biomasę glonów z rodzaju Chlorella vulgaris i Scenedesmus armatus. Powietrznie suchą biomasę glonów poddano chemicznej modyfikacji przy użyciu 1M HNO₃ w celu oceny wpływu kwaśnej modyfikacji na szybkość usuwania wybranych jonów metali ciężkich. Stwierdzono, że proces usuwania jonów metali ciężkich zachodził z dużą wydajnością w krótkim czasie. Wydajność sorpcji jonów metali ciężkich zależała od odczynu środowiska, który miał wpływ na dostępność grup funkcyjnych na powierzchni sorbentu. Efektywność procesu biosorpcji zależała również od stężenia biomasy i jej modyfikacji. Najwyższą pojemność sorpcyjną odnotowano po użyciu sorbentu w najniższym stężeniu. Na podstawie uzyskanych rezultatów badań stwierdzono, że zastosowanie biomasy modyfikowanej i niemodyfikowanej nie wpłynęło znacząco na różnice w wydajności sorpcji jonów metali ciężkich. Mogło to być spowodowane tym, że biomasa niemodyfikowana posiadała wyjściowo dużą pojemność sorpcyjną.