专利名称：利用固化藻球处理污水中有机锡化合物的方法
技术领域：
本发明涉及污水生物治理领域，具体涉及一种利用固化藻球处理污水中有机锡化合物的方法。
背景技术：
有机锡化合物在工农业上被广泛用于PVC塑料稳定剂、各种杀虫剂、除草剂、纺织品防霉剂以及海洋船只防污涂料等。其中用于船只防污涂料和杀虫剂的三丁基锡(TBT)和三苯基锡(TPT)是迄今为止通过人为活动引入水环境中最毒的化学物质之一，目前已被确认为环境内分泌干扰物(引起腹足动物性畸变是有机锡内分泌干扰效应之一)，同时，有机锡污染物也存在生物积累效应，对生态环境有严重的危害。
虽然国际航运组织(IMO)最近通过决议，要求从2003年1月1日起在全球范围内禁止在船舶上涂用含有三丁基锡(TBT)等有机锡类化合物的油漆，但由于有机锡在海洋环境中的长期残留，即使在停止使用相当长时间后，海水和底泥中仍会存在。根报道，通过对我国沿海和内陆水域地区的采样测定，发现采样点无一例外地存在着有机锡的污染情况，而对中国7个城市采集的海产品进行了测定，均发现了TBT等的存在。我国有机锡的年使用量高达7500t，对我国个别港口和内陆水域的TBT污染调查结果表明我国存在比较严重的有机锡污染。而且通过对中国北方某些城市中给水厂的调查，有文献报道，传统的给水处理工艺能有效的去除一丁基锡(MBT)和二丁基锡(DBT)，但是对TBT和MPT等有机锡化合物却基本没有去除效果。
目前，水体中有机锡污染物的转化主要途径有1.化学降解尽管Sn-C键在酸、碱及氧化剂作用下存在断裂的可能，但由于在环境中的浓度极低，降解十分缓慢，有机锡在空气中相当稳定，更不易被氧化。
2.光降解有机锡化合物Sn-C键的平均键能为190-220kJ/mol，在290nm的UV区有最大的分子吸收。(CH)Sn发生光解反应需要的能量为370ld/mol。有机锡在环境条件下的光化学反应已有不少报道。综合很多研究成果，其反应机制是连续脱去烷基的过程，最终产物为无机锡。研究结果表明，在太阳光照射下，TBT在水中可发生光解反应，但光解速率特别慢。
3.生物降解生物降解对环境中的有机锡转化特别重要。一般认为，生物和微生物降解是水中有机锡降解的最主要的途径。微藻类(Chlorella vulgaris和Chlorella sp.)对有机锡特别是TBT有很强的耐受能力。通过对这两种微藻类细胞外表面和细胞内的TBT分布，以及降解产物二丁基锡(DBT)和一丁基锡(MBT)的测定，结果表明第一天在培养介质中就出现二丁基锡(DBT)，为两种小球藻生物降解TBT提供了依据。最初2天内藻类细胞壁生物吸收TBT可达40％。随后，吸附在细胞壁上的TBT便会在微藻的细胞内被降解掉。
但是，当微藻被利用于净化处理污水、自来水、天然水体中的有机锡化合物时，所遇到的最大的问题就是不能从已经处理的污水中分离出细胞直径大约为2-5μm的微藻细胞，使其能够连续的去除污水中的有机锡化合物，提高处理效率、降低处理成本等。所以，如何科学、有效的利用微藻处理含有机锡污染物的废水，已经成为学术界研究的热点问题。
发明内容
本发明的目的在于克服微藻处理有机锡污染物中存在微藻难以回收，不能连续处理的问题，提供一种利用微藻能够连续原位处理有机锡污染物的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案本发明利用微藻能降解有机锡化合物的性质，通过将微藻制作成藻球，藻球置于微孔、透光的敞口容器中，容器的网孔直径小于藻球直径，因此藻球不会渗出网状敞口容器。然后将装有藻球的容器置于污水中，容器上端开口露出污水面，以防止固化藻球被水流带走，待处理水体从容器表面的微孔进入并与内部的固化藻球接触。水中的有机锡化合物便会吸附于藻球上并被藻细胞降解掉。
上述微藻制作成藻球的方法为将浓缩藻细胞悬浮液与藻酸钠溶液混合，形成藻-藻酸盐混合液；将该藻-藻酸盐混合液泵入氯化钙和氯化钠的凝胶化溶液中，形成藻球。
上述微藻优选为Chlorella vulgaris和Chlorella sp.
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果本发明通过将微藻固定化技术与微藻吸附、生物降解技术相结合，将微生物固定于藻球内，防止藻球随着水体流动而损失。使其能被循环利用，提高了处理效率以及降低了处理成本。另外，微藻被固定在藻球以后，仍然能正常生长、繁殖，而且固定后的微藻对于有机锡化合物的耐受性以及降解效率有所增强。因为有机锡化合物先被藻球表面所吸附，然后再被微藻代谢掉，这样间接降低了微藻接触污染物的浓度。可用于治理港口沿岸水域、河流、池塘等污染严重区域。
图1为固化藻球除污装置图；其中，1为微孔、透光的敞口容器，2为微孔，3为藻球。
具体实施例方式
实施例1固化藻球的制备将浓缩藻细胞(Chlorella vulgari)悬浮液与已灭菌的4％(W/V)的藻酸钠溶液以1∶3的体积比混合，形成3％的藻-藻酸盐混合液。将该藻-藻酸盐混合液通过直径为2.75mm的PVC管，用一个8通道的蠕动泵，慢慢(速度为13rpm)泵入2.5％氯化钙和0.3％氯化钠的凝胶化溶液中，形成直径约为3mm的藻球(藻球密度大于水)。
用孔径小于3mm(藻球直径)的滤网制成微孔、透光的敞口容器，如图1，将制作好的固化藻球装入容器中并把容器浸入待处理的有机锡污染水体中。容器上部为敞口状，能让光线照射到里面的固化藻球，同时装置上部不能完全浸泡到水体中，防止固化藻球被水流带走，待处理水体从容器表面的微孔进入并与内部的固化藻球接触。水中的有机锡化合物便会吸附于藻球表面，并在微藻细胞内被降解掉。
权利要求
1.一种处理污水中有机锡化合物的方法，包括利用微藻降解有机锡化合物，其特征在于将微藻制作成藻球，藻球置于微孔、透光的敞口容器中，容器的微孔直径小于藻球直径，然后将装有藻球的容器置于污水中，容器上端露出污水面。
2.根据权利要求1所述的处理污水中有机锡化合物的方法，其特征在于所述藻球是由如下方法制备而成将浓缩藻细胞悬浮液与藻酸钠溶液混合，形成藻-藻酸盐混合液；将该藻-藻酸盐混合液泵入氯化钙和氯化钠的凝胶化溶液中，形成藻球。
3.根据权利要求2所述的处理污水中有机锡化合物的方法，其特征在于所述藻球是由如下方法制备而成将浓缩藻细胞悬浮液与已灭菌的4重量％的藻酸钠溶液以1∶3的体积比混合，形成3％的藻-藻酸盐混合液；将该藻-藻酸盐混合液通过蠕动泵，泵入2.5％氯化钙和0.3％氯化钠的凝胶化溶液中，形成藻球。
4.根据权利要求1或2或3所述的处理污水中有机锡化合物的方法，其特征在于所述微藻为Chlorella vulgaris和Chlorella sp.。
全文摘要
本发明涉及污水生物治理领域，具体公开了一种利用固化藻球处理污水中有机锡化合物的方法。本发明利用微藻能降解有机锡化合物的性质，通过将微藻制作成藻球，藻球置于微孔、透光的敞口容器中，容器的微孔直径小于藻球直径，然后将装有藻球的容器置于污水中，容器上端开口露出污水面，待处理水体从容器表面的微孔进入并与内部的固化藻球接触，水中的有机锡化合物便会吸附欲藻球表面，并且被固定的微藻细胞降解掉。本发明使得微藻能被循环利用，提高了处理效率以及降低了处理成本。
文档编号C02F1/58GK1834035SQ20061003485
公开日2006年9月20日 申请日期2006年4月4日 优先权日2006年4月4日
发明者栾天罡, 金靖, 陈文艺, 谭凤仪, 黄玉山, 王晓玮 申请人:中山大学