Биосорбция

Биосорбцией обычно называют такие процессы, в которых в качестве сорбента используются са­ми микроорганизмы, клетки или их компоненты.

Наиболее известным из применяемых методов биосорбцйи является метод извлечения металлов из растворов.

Микроорганизмы обладают биохимическими Механизмами сорбции металлов, позволяющими достигать концентраций металлов в тысячи и даже в миллионы раз больших по сравнению с их концентрацией в жидкости, из которой металл извлекается.

Некоторые из таких сорбируемых металлов входят в состав ферментов и нужны клеткам. По­этому сорбция железа, магния, цинка, меди, молибдена — нормальная физиологическая функция клеток. Эти же пути связывания клетки используют и для совсем чужеродных металлов, таких, как серебро, ртуть, уран, которые клетке для нормального развития не нужны.

Металлы могут связываться как растущими, так и нерастущими, даже мертвыми или разру­шенными клетками. Сначала металл связывается поверхностью клетки, а затем медленно прони­кает внутрь. Бактерии связывают металлы лучше, чем дрожжи. Известно, например накопление урана или свинца клетками бактерий рода Micrococcus. Кадмий, никель, кобальт, рубидий сор­бируются клетками родов Bacillus и Escherichia coli. Клетки бактерии рода Pseudomonas использо­вали даже для извлечения урана из Морской воды, где он содержится в очень низких концентраци­ях. Описано также выделение золота, серебра, других драгоценных металлов платиновой группы с помощью биосорбции.

В общем виде биосорбция металлов осуществляется следующим образом. В раствор с металлами добавляется суспензия микроорганизмов. Происходит поверхностное связывание металлов, обра­зование комплекса металл—микроорганизмы.

Биомасса с сорбированным металлом отделяется от суспензии одним из методов разде­ления.

Выделение металла осуществляется:

• либо десорбцией в мягких условиях, после чего освобожденная от металла биомасса вновь отделяется от раствора и может быть многократно использрвана в процессах биосо­рбции;

• либо деструктурированием биомассы путем добавления к ней крепкой кислоты, или ще­лочи. Такое жесткое обращение с биомассой возможно в случаях, когда ее получение де­шево или сама она является отходом какого-либо производства.

В некоторых технологиях в качестве биосорбента используют дезинтегрированные клетки мик­роорганизмов, часто высушенные. Они имеют более высокую удельную поверхность взаимодей­ствия сорбента с жидкостью.

3.7.5.