一种藻类生物吸附剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种藻类生物吸附剂的制备方法，属于吸附剂领域。
【背景技术】
[0002]生物吸附是利用微生物从水溶液中富集、分离重金属离子方法。凡具有从溶液中富集重金属能力的生物及其衍生物均称为生物吸附剂。自然环境中的生物吸附剂主要来源于菌体和藻类，如一些细菌、真菌、酵母、藻类、高等植物及从这些有机体得到的衍生物产品。人们已发现这些生物吸附剂对一些重金属离子具有良好的选择吸附性。工业发酵过程中的大量废弃菌丝体也己引起了人们的注意。另外，丰富的海洋生物资源，也为发展藻类生物吸附剂提供了基础。
[0003]藻类对大多数重金属有很强的吸附能力。一些大型海藻，它们的吸附容量比其它种类生物体高得多甚至比活性炭、天然沸石的吸附容量还高，与离子交换树脂相当。研究发现，藻体经化学修饰、固定化处理或适当诱变后可大大提高其对重金属的吸附能力，显示了利用藻类修复重金属污染水体的巨大潜力。
[0004]与传统的处理方法相比，藻类生物吸附具有以下优点四:(I)在低浓度下，金属可以被选择性的去除；(2)节能、处理效率高；(3)操作时的pH值和温度条件范围宽；(4)易于分离回收重金属；(5)吸附剂易再生利用。目前，用于这种吸附技术的有效吸附剂没有大规模生产，而且这种技术还只是在实验阶段，缺乏实际应用。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题:针对目前一般生物吸附剂需要3?4h或更长的时间才能达到理想的效果，如果利用活藻处理易受污水中有毒元素的影响，生长受到抑制，因而生长缓慢，处理周期长的问题，提供了一种藻类生物吸附剂的制备方法，本发明先取藻类先进行物理加工干燥、粉碎，再经过化学处理，去除海藻上吸附的杂质，通过再高温、强酸的条件下使海藻失去活性，再和改性后活性污泥混合，通过炭化包覆在颗粒表面得到可以处理重金属废水的生物吸附剂，本发明用死亡藻，由于细胞壁破碎较多，有更多的内部功能团暴露出来与金属离子结合，处理重金属废水的效果更好，并且可以重复使用，并且加入活性污泥，使吸附容量变大，可以加快对重金属的吸附速度。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)分别取100?200g斜生栅藻、80?120g绿微藻、150?300g马尾藻类海
草，先用清水冲洗表面2?3次，之后放入太阳下暴晒2?3天，暴晒后再放入80?90°C的恒温烘箱中干燥6?Sh，干燥后取出将其放入粉碎机中粉碎，过筛，筛选出100?200目的藻粉末；
(2)取150?250g上述粉末，向其中按固液质量比1:3加入去离子水，并用超
声分散仪进行超声分散5?8min，分散后滴加质量分数35?40%的硝酸溶液调节pH值为3?4，再向其中加入15?20mL的甲醛，在室温下搅拌20?30min，之后静置3?4h，静置后将混合液真空抽滤，将得到的滤渣分别用蒸馏水、质量分数5%的碳酸钠、蒸馏水清洗I?3次，之后放入恒温干燥箱中在60?70°C下干燥5?6h，即可得改性的藻粉末；
(3)取150?200g的污泥，向污泥中按固液体积比1:4加入质量分数9%的生理
盐水进行浸泡，浸泡I?2h后用离心分离机在3000?4000r/min的转速下离心分离5?8min，分离后去除上清液，将沉淀物用蒸馏水洗涤3?5次，将沉淀物放入高压灭菌锅中，设置120?130°C温度和0.2?0.3MPa压力下进行灭菌处理；
(4)取上述灭菌处理后污泥，向其中加入I?2L质量分数30?40%的氢氧化钠
溶液进行浸泡，浸泡30?50min后过滤，将得到的污泥滤渣放入太阳下进行暴晒，直至晒干后将其加入粉碎机中粉碎，过筛得粒径为0.3?0.4mm的颗粒，即可得改性后的活性污泥，并将其放入冰箱中，在-5 0C下进行储存；
(5)取30?50g上述得到的活性污泥颗粒，加入50?70g步骤(2)中的藻粉末，并向其中加入15?25g的淀粉，进行振荡混合，使粉末均匀粘在污泥颗粒表面，之后将吸附粉末的污泥颗粒放入炭化炉中在700?800°C的温度下炭化，升温速率为3?5°C/min，炭化20?30min后冷却至室温，取出得淡灰色颗粒，并避光保存，即可制得藻类生物吸附剂。
[0007]本发明的应用方法:向3?5L重金属废水中，测得废水的pH值为5?6，在室温下，向其中按7?9g/L加入的本发明制得的藻类生物吸附剂，先测得金属离子起始浓度分别为Cd2+为 150 ?200mg/L，Zn2+为 160 ?180mg/L，Pb2+为 80 ?100mg/L，Cu2+为 20 ?30mg/L，加入后混合搅拌20?25min，测得金属离子分别为Cd2+为15?20mg/L，Zn2+为6?8mg/L，Pb2+为3?5mg/L，Cu2+为I?3mg/L，再混合搅拌30?40min后再进行测得，离子浓度无明显变化。
[0008]本发明的有益效果是:
(1)本发明用死亡藻，由于细胞壁破碎较多，有更多的内部功能团暴露出来与金属离子结合，处理重金属废水的效果更好，并且可以重复使用:
(2)本发明中加入活性污泥，使吸附容量变大，可以加快对重金属的吸附速度。
【具体实施方式】
[0009]首先分别取100?200g斜生栅藻、80?120g绿微藻、150?300g马尾藻类海
草，先用清水冲洗表面2?3次，之后放入太阳下暴晒2?3天，暴晒后再放入80?90°C的恒温烘箱中干燥6?Sh，干燥后取出将其放入粉碎机中粉碎，过筛，筛选出100?200目的藻粉末;取150?250g粉末，向其中按固液质量比1:3加入去离子水，并用超声分散仪进行超声分散5?8min，分散后滴加质量分数35?40%的硝酸溶液调节pH值为3?4，再向其中加入15?20mL的甲醛，在室温下搅拌20?30min，之后静置3?4h，静置后将混合液真空抽滤，将得到的滤渣分别用蒸馏水、质量分数5%的碳酸钠、蒸馏水清洗I?3次，之后放入恒温干燥箱中在60?70 °C下干燥5?6h，即可得改性的藻粉末;取150?200g的污泥，向污泥中按固液体积比1:4加入质量分数9%的生理盐水进行浸泡，浸泡I?2h后用离心分离机在3000?4000r/min的转速下离心分离5?8min，分离后去除上清液，将沉淀物用蒸馏水洗涤3?5次，将沉淀物放入高压灭菌锅中，设置120?130°C温度和0.2?0.3MPa压力下进行灭菌处理;取灭菌处理后污泥，向其中加入I?2L质量分数30?40%的氢氧化钠溶液进行浸泡，浸泡30?50min后过滤，将得到的污泥滤渣放入太阳下进行暴晒，直至晒干后将其加入粉碎机中粉碎，过筛得粒径为0.3?0.4mm的颗粒，即可得改性后的活性污泥，并将其放入冰箱中，在_5 V下进行储存;取30?50g得到的活性污泥颗粒，加入50?70g藻粉末，并向其中加入15?25g的淀粉，进行振荡混合，使粉末均匀粘在污泥颗粒表面，之后将吸附粉末的污泥颗粒放入炭化炉中在700?800 0C的温度下炭化，升温速率为3?5°C/min，炭化20?30min后冷却至室温，取出得淡灰色颗粒，并避光保存，即可制得藻类生物吸附剂。
[0010]实例 I
首先分别取10g斜生栅藻、SOg绿微藻、150g马尾藻类海草，先用清水冲洗表面2次，之后放入太阳下暴晒2天，暴晒后再放入80°C的恒温烘箱中干燥6h，干燥后取出将其放入粉碎机中粉碎，过筛，筛选出100目的藻粉末;取150g粉末，向其中按固液质量比1: 3加入去离子水，并用超声分散仪进行超声分散5min，分散后滴加质量分数35%的硝酸溶液调节pH值为3，再向其中加入15mL的甲醛，在室温下搅拌20min，之后静置3h，静置后将混合液真空抽滤，将得到的滤渣分别用蒸馏水、质量分数5%的碳酸钠、蒸馏水清洗I次，之后放入恒温干燥箱中在60°C下干燥5h，即可得改性的藻粉末;取150g的污泥，向污泥中按固液体积比1:4加入质量分数9%的生理盐水进行浸泡，浸泡Ih后用离心分离机在3000r/min的转速下离心分离5min，分离后去除上清液，将沉淀物用蒸馏水洗涤3次，将沉淀物放入高压灭菌锅中，设置120°C温度和0.2MPa压力下进行灭菌处理;取灭菌处理后污泥，向其中加入IL质量分数30%的氢氧化钠溶液进行浸泡，浸泡30min后过滤，将得到的污泥滤渣放入太阳下进行暴晒，直至晒干后将其加入粉碎机中粉碎，过筛得粒径为0.3mm的颗粒，即可得改性后