专利名称：一种刚毛藻去除水体中的氟化物的方法
技术领域：
本发明涉及水体的净化方法，尤其涉及一种使用刚毛藻对工业废水中的氟污染物 进行处理的方法。
背景技术：
现代水体中的氟化物污染正日趋严重，长期摄入高剂量的氟可以对人体健康造成 严重的影响，如氟斑牙、氟骨症、并会降低出生率，降低儿童智力、抑制脐静脉血管内皮细胞 的增殖活性。氟化物还会对人体的内脏器官及系统造成不同程度的损伤。据研究报道，氟 可能参与布-加综合征的发病。氟化物污染对农业生产也构成了严重危害。据报道，氟污 染对农业生态系统的影响仅次于二氧化硫，它的排放量虽然没有二氧化硫那么多，但对植 物的毒害作用比二氧化硫大20 300倍。此外，氟化物还会被作物吸收并在体内转移和积 累，通过食物链进人人和动物体内，引起人和动物氟中毒。因此，氟化物污染问题受到了人 们的广泛关注，所以处理氟化物污染尤其是水中的氟化物污染就显得尤为重要。目前处理方法多为物理化学方法，如综合沉淀法，活性炭吸附法，离子交换树脂 法，磁分离等。虽然有效，但水体中低浓度氟污染物难以去除，另外，由于价格昂贵，设备复 杂，易造成二次污染等，应用上具有局限性。目前国内大多数生产厂尚无完善的处理措施， 所排放的废水中氟含量指标尚未达到国家排放标准，严重污染着人类赖以生存的环境(我 国规定饮用水中氟浓度小于lmg/ml)，因此急需要一种生物环保型方法。藻类处理水中氟化物污染，优势是多方面的，1，藻类对氟化物可以直接吸收，可以 对氟的降解能力持久降低；2，藻类能进行光合作用放出氧气，增加水体溶解氧，增强水体的 自净作用；3，一些固着生长的藻类为硝化细菌等微生物的生长提供了栖息的网状构件，在 水体修复方面有较大的潜力，为不可多得的材料。另外，利用藻类进行废水处理，工程简单 能耗低，维护方便，成本低等，现已成为此领域的研究热点。专利200810054430. 6公开了一种使用刚毛藻在工业废水中去除苯系物的方法， 然而由于苯系物和氟化物具有不同的物理和化学性质，专利200810054430. 6方法公开的 处理条件并不适用于对氟化物的净化。经过对不同深度水层的污染物提取发现，与大部分污染物集中在污水较浅的部 分，由于氟化物溶解度大，氟化物分布在废水中各个层次，更加难以去除，需要更长的反应 时间。因此，需要提供一种适合于使用刚毛藻去除水体中的氟化物的方法。另外由于不同的污染物在污水中处于不同的层次，例如，苯系化合物主要集中在 水深25cm处，而氟化物分布在水中各个层次。因此需要一种简单拆卸和组装，适用于多种 不同污染物的净化的藻类支架，以便高效的去除污水中的污染物。
发明内容
为了解决上述问题，该发明针对氟化物的特点，经过反复试验，设计出适合对污水 中的氟化物的进行净化的方法，去除效果明显，效率高。
本发明提供一种使用刚毛藻去除水体中的氟化物的方法。本发明提供的使用刚毛藻去除水中的氟化物的方法包括如下步骤A)选用生长 旺盛、藻体高度大于2cm，优选2-lOcm的刚毛藻置于自来水中驯化培养1_2天，驯化条件 光强2500-35001x，温度10-25°C，光暗周期比12 12 ；B)将驯化后刚毛藻置于培养装置然 后放置在水体中Om-1. Im的深度培养(水淹没藻体)，处理条件阳光充足、温度10_25°C， 3-5天换藻一次，共换2-4次。所述氟化物fluoride指含氟为-1氧化态的二元化合物。包括氟化氢、金属氟化 物、非金属氟化物以及氟化铵等。有时也包括有机氟化物。所述刚毛藻可以是团集刚毛藻，还包括寡枝、脆弱刚毛藻属所有种类。本发明提供的使用刚毛藻去除水中的氟污染物的装置包括网状构件，用于附着 刚毛藻；支柱，在不同的高度上具有固定结构，用于将所述网状构件固定在需要的高度。所述网状构件可以由PVC管网状搭建构筑而成。所述网状构件可以通过在不锈钢框架中搭建尼龙绳索或钢丝网状结构形成。所述固定结构可以是在所述支柱上开的槽。所述固定结构可以是挂钩。与其他废水净化方法相比，刚毛藻生长周期短，易于大量培养，可充分利用自然地 形，利于其应用于环境除污，尤其是对水污染的治理中，并可实现污水资源化，使污水处理 能耗降低，成本降低，可以在最小的水体中获得最大的经济效益，并建立净化污水的多级生 态系统。
图1示出了去除水中的氟污染物的装置的一种示例性实施例的立体图。图2示出了去除水中的氟污染物的装置的另一种示例性实施例的立体图。
具体实施例方式实施例一(实验室)选用生长旺盛、藻体高度大于2cm，优选2—lOcm的刚毛藻，以Ig湿重/250ml水 的比例，其中湿重是取刚毛藻置于滤水纸上20分钟后的重量，置于含250ml水的锥形瓶 中，然后放入光照培养箱中进行培养。处理条件氟化物均为200mg/L，温度18°C，光强 2500—35001X，光暗周期比12 12，重复三次实验，培养3天后，测氟化物含量。去除效果使用国际标准IS010359-1水质-氟化物检测方法，重复三种实验，结果显示，三种 锥形瓶的氟化物含量分别降至0. 4mg/L,0. 38mg/L,0. 35mg/L，达到国家对饮用水的标准，刚 毛藻对氟的去除率均超过99%，显示了其作为氟化物净水材料的优势。实施例二(1000L 水)选用生长旺盛、藻体高度大于2cm，优选2-lOcm的刚毛藻，湿重4000g左右附着 在培养载体上，放置于氟化物含量为500mg/L的1000L水中培养，处理条件阳光充足，温度 15°C，光暗周期比10 14 ；将附着有刚毛藻的培养载体放置在水体中0. 9m的深度，3天换 藻一次，共换3次，测氟化物含量。
去除效果使用国际标准IS010359-1水质-氟化物检测方法，结果显示，氟化物含量为 0. 6mg/L，刚毛藻对氟的去除率超过99%，显示了其作为氟化物净水材料的优势。实施例三(10吨工业废水)选用生长旺盛、藻体高度大于2cm，优选2-lOcm的刚毛藻，湿重40kg左右附着 在培养载体上，放置于氟化物含量为800mg/L的10吨工业废水中培养，处理条件温度 10-25°C，光暗周期比8 14;将附着有刚毛藻的载架放置在工业废水中1.1m的深度，处理 条件阳光充足、温度18°C，4天换藻一次，共换4次，测氟化物含量。去除效果使用国际标准IS010359-1水质-氟化物检测方法，结果显示，氟化物含量为 0. 8mg/L，刚毛藻对氟的去除率超过99%，显示了其作为氟化物净水材料的工业化优势。图1和2实例性的示出了本申请中使用的载架，用于附着刚毛藻的网状构件1固 定在支柱2上，支柱2设置有不同层次，支柱上可以通过开槽或者安装挂钩2的方式固定网 状构件1。在支柱上设置不同层次的目的是为了根据净化对象不同便于调整网状结构的位 于污水中的位置，以便用于对不同污染物的净化。网状构件1由PVC管网状搭建构筑而成 或通过在不锈钢框架中搭建尼龙绳索或钢丝网状结构形成。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
权利要求
1.一种刚毛藻去除水体中氟化物的方法，包括如下步骤A)选用生长旺盛、藻体高度大于2cm，优选2-lOcm的刚毛藻置于自来水中驯化培养1-2 天，驯化条件光强2500-35001x，温度10_25°C，光暗周期比12 12 ；B)将驯化后刚毛藻置于培养装置，然后放置在水体中0-1.Im的深度培养，处理条件 阳光充足、温度10-25°C，3-5天换藻一次，共换2-4次。
2.如权利要求1所述的方法，其中3天换藻一次，共换3次。
3.如权利要求1所述的方法，其中4天换藻一次，共换4次。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟化物可以是氟为-1氧化态的二元化 合物。包括氟化氢、金属氟化物、非金属氟化物以及氟化铵等。有时也包括有机氟化物。
5.如权利要求1所述的方法，所述刚毛藻是团集刚毛藻，寡枝刚毛藻或脆弱刚毛藻。
6.一种用于如权利要求1所述的方法中使用的装置，包括 网状构件，用于附着刚毛藻；支柱，在不同的高度上具有固定结构，用于将所述网状构件固定在需要的高度。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述网状构件由PVC管网状搭建构筑而成。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述网状构件通过在不锈钢框架中搭建尼 龙绳索或钢丝网状结构形成。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述固定结构是形成在所述支柱上的凹槽。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述固定结构是挂钩。
全文摘要
本发明涉及一种水体的净化方法。本发明提供的水体净化方法包括如下步骤A)选用生长旺盛、藻体高度大于2cm，优选2--10cm的刚毛藻置于自来水中驯化培养1-2天，驯化条件光强2500-3500lx，温度10-25℃，光暗周期比12∶12；B)将驯化后刚毛藻置于培养装置然后放置在水体中0-1.1m的深度培养(水淹没藻体)，处理条件阳光充足、温度10-25℃，3-5天换藻一次，共换2-4次，本发明提供的水体净化方法可实现污水资源化，使污水处理能耗降低，成本降低，可以在最小的水体中获得最大的经济效益，并建立净化污水的多级生态系统。
文档编号C02F3/32GK102101726SQ20111005074
公开日2011年6月22日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者吴鹏伟, 张小冰, 张猛, 李砧, 王青, 石瑛, 谢树莲 申请人:太原师范学院