专利名称：一种采用絮凝工艺有效去除水中残留铝的方法
技术领域：
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种采用絮凝工艺有效去除水中残留铝的方法。
背景技术：
水是生命的起源，是人类和生物赖以生存不可缺少的物质，也是工业发展的重要条件。随着经济的高速发展和人口的增长，我国每年的用水量和污水排放量也在增加，给水和污水处理问题日益严峻。水处理技术的发展和工程应用已经成为维系社会经济可持续发展的必要组成部分。絮凝技术是目前给水和废水处理采用的主要方法。在絮凝技术发展史上，化学絮凝剂是最常用的絮凝剂，但由于化学絮凝剂对人体的健康和环境的影响，使得它的使用安全性备受关注。聚合铝系絮凝剂由于其良好的絮凝性能和价格低廉，广泛的应用于水处理当中。而随着科技水平的不断提高，以及对铝应用研究的不断深入，发现铝进入人体后大部分会蓄积在体内，与人体的重要组成成分如多种蛋白质和酶结合，影响人体内多种代谢反应。且其在人体脑组织及神经元细胞内的积累会对人体的记忆力造成损害，并使人思维迟钝，判断能力衰退，甚至导致神经麻痹，有研究表明铝是“老年痴呆症”的诱因之一。鉴于此种情况，铝系絮凝剂的使用得到了严格的控制，世界卫生组织对饮用水中铝含量要求最高允许浓度限制为0. 2mg/L0因此，水处理过程中选择合适的操作条件，特别是絮凝工艺环节中絮凝剂的选择、投加量及相应絮凝条件的优化，对于保证出水水质和同时降低残留铝含量具有重要意义。为寻找安全的絮凝剂，目前国内外研究较多的还是微生物絮凝剂在水处理中的应用，虽然微生物絮凝剂具有适用范围广、易生物降解、对环境无二次污染的优点，但其添加量大、成本高等问题限制了其广泛的应用。因此，本发明提供了一种利用絮凝效果好、价格低的铝系絮凝剂为主，配合安全、可生物降解的的微生物絮凝剂为助剂的絮凝方法，不但可以提高絮凝效果，降低成本，而且可以有效去除水中的残留铝，是一种经济、安全、高效的水处理方法。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种采用絮凝工艺有效去除水中残留铝的方法，该方法工艺简单、易于实施，絮凝效果高、处理成本低、无二次污染，使用安全可靠。本发明的技术方案
一种采用絮凝工艺有效去除水中残留铝的方法，采用以铝系絮凝剂为主絮凝剂、微生物絮凝剂为助剂的絮凝工艺，包括如下步骤
1)选用铝系絮凝剂聚合氯化铝(PAC)为主絮凝剂，在所处理水中加入聚合氯化铝，加入量为 50-150mg/L ；
2)选用微生物絮凝剂为助剂，在上述所处理水中加入微生物絮凝剂，加入量为5-25mg/L；
3)将加入聚合氯化铝和微生物絮凝剂后的所处理水，在300-500rpm的搅拌速度下快速搅拌l-5min，然后降低搅拌速率至30-100rpm，再慢速搅拌5-30min，静止10-30min后，排
出上清液即可。所述微生物絮凝剂是由酱油曲霉菌种(Aspergillus souae,上海医药工业研究院菌种保藏中心购买)经培养分离纯化而制得，步骤如下
1)制备培养基，培养基的组分及质量百分比为=NaNO30. 3 0. 5%、KCl 0. 05 0. 1%、 K2HPO4 0. Γ0. 5%,FeSO4 0. 001 0. 005%、MgS04 ·7Η20 0· 05 0. 1%、蔗糖广6%、余量为蒸溜水， 将各组分溶于蒸馏水中，121°C灭菌20分钟后备用；
2)将酱油曲霉菌种(Aspergillussouae)接种于上述培养基中，培养基pH 5. 5飞.5， 培养温度为2(T30°C，10(T200r/min转数下振荡培养4(T60h，即得培养液；
3)将上述培养液过滤去除菌体后，在液体中加入体积为其3 10倍、温度为4°C的无水乙醇进行沉淀，在温度为4°C条件下静置10-12小时，然后在200(T5000rpm下离心分离，得到沉淀物；
4)将上述沉淀物加入蒸馏水至其完全溶解，所得溶液按相同的条件重复步骤3)中的沉淀、静置及分离操作，得到二次沉淀物；
5)再将二次沉淀物按相同的条件重复步骤4)中的溶解、沉淀、静置及分离操作2 3次， 即可制得纯化的微生物絮凝剂。本发明的优点和积极效果本发明采用了化学絮凝剂(PAC)和微生物絮凝剂复配的方法，选用合适的复配配方和处理方法，解决了目前PAC的使用会形成二次污染的缺点， 既降低了 PAC的使用量，提高了絮凝效率，又由于微生物絮凝剂和PAC的键合和微生物絮凝剂的网捕作用达到了高效去除残留铝的作用，是一种经济、高效的去除水中残留铝的絮凝方法。
图1为制备的微生物絮凝剂外貌形态图。
具体实施例方式首先制备微生物絮凝剂，即由酱油曲霉菌种(Aspergillus souae,上海医药工业研究院菌种保藏中心购买)经培养分离纯化而制得，步骤如下
1)制备培养基，培养基的组分及质量百分比为=NaNO30. 3%、KCl 0. 05%、K2HPO4 0. 1%、 FeSO4 0. 001%、MgSO4 · 7Η20 0. 05%、蔗糖3%、余量为蒸馏水，将各组分溶于蒸馏水中，121°C 灭菌20分钟后备用；
2)将酱油曲霉菌种(Aspergillussouae)接种于上述培养基中，培养基pH 6. 5，培养温度为^°C，150r/min转数下振荡培养60h，即得培养液；
3)将上述培养液过滤去除菌体后，在液体中加入体积为其5倍、温度为4°C的无水乙醇进行沉淀，在温度为4°C条件下静置12小时，然后在5000rpm下离心分离，得到沉淀物；
4)将上述沉淀物加入蒸馏水至其完全溶解，所得溶液按相同的条件重复步骤3)中的沉淀、静置及分离，得到二次沉淀物；
45)再将二次沉淀物按相同的条件重复步骤4)中的溶解、沉淀、静置及分离操作2次，即可制得纯化的微生物絮凝剂。附图为制备的微生物絮凝剂外貌形态图。实施例1
一种采用絮凝工艺有效去除水中残留铝的方法，采用以铝系絮凝剂为主絮凝剂、微生物絮凝剂为助剂的絮凝工艺，包括如下步骤
1)选用铝系絮凝剂聚合氯化铝(PAC)为主絮凝剂，在所处理水中加入聚合氯化铝，加入量为 50mg/L ；
2)在上述所处理水中加入制备的微生物絮凝剂，加入量为15mg/L；
3)将加入聚合氯化铝和微生物絮凝剂后的所处理水，在300rpm的搅拌速度下快速搅拌2min，然后降低搅拌速率至50rpm，再慢速搅拌20min，静止20min后，排出上清液即可。检测结果表明上清液中的澄清度良好，而且残留铝可低至0.0085mg/L，而不采用此方法单独使用PAC的处理水残留铝可达0. 289;3mg/L，超出了限定标准，残留铝含量减少幅度达97. 1%。实施例2:
一种采用絮凝工艺有效去除水中残留铝的方法，采用以铝系絮凝剂为主絮凝剂、微生物絮凝剂为助剂的絮凝工艺，包括如下步骤
1)选用铝系絮凝剂聚合氯化铝(PAC)为主絮凝剂，在所处理水中加入聚合氯化铝，加入量为 80mg/L ；
2)在上述所处理水中加入制备的微生物絮凝剂，加入量为6mg/L；
3)将加入聚合氯化铝和微生物絮凝剂后的所处理水，在400rpm的搅拌速度下快速搅拌lmin，然后降低搅拌速率至60rpm，再慢速搅拌lOmin，静止30min后，排出上清液即可。检测结果表明上清液中的澄清度良好，而且残留铝可低至0.0035mg/L，而不采用此方法单独使用PAC的处理水残留铝可达0. 2275mg/L，超出了限定标准，残留铝含量减少幅度达98. 5%ο
权利要求
1.一种采用絮凝工艺有效去除水中残留铝的方法，其特征在于采用以铝系絮凝剂为主絮凝剂、微生物絮凝剂为助剂的絮凝工艺，包括如下步骤1)选用铝系絮凝剂聚合氯化铝(PAC)为主絮凝剂，在所处理水中加入聚合氯化铝，加入量为 50-150mg/L ；2)选用微生物絮凝剂为助剂，在上述所处理水中加入微生物絮凝剂，加入量为5-25mg/L ；3)将加入聚合氯化铝和微生物絮凝剂后的所处理水，在300-500rpm的搅拌速度下快速搅拌l-5min，然后降低搅拌速率至30-100rpm，再慢速搅拌5-30min，静止10-30min后，排出上清液即可。
2.根据权利要求1所述采用絮凝工艺有效去除水中残留铝的方法，其特征在于所述微生物絮凝剂是由酱油曲霉菌种(Aspergillus souae,上海医药工业研究院菌种保藏中心购买)经培养分离纯化而制得，步骤如下1)制备培养基，培养基的组分及质量百分比为=NaNO30. 3 0. 5%、KCl 0. 05 0. 1%、 K2HPO4 0. Γ0. 5%,FeSO4 0. 001 0. 005%、MgS04 ·7Η20 0· 05 0. 1%、蔗糖广6%、余量为蒸溜水， 将各组分溶于蒸馏水中，121°C灭菌20分钟后备用；2)将酱油曲霉菌种(Aspergillussouae)接种于上述培养基中，培养基pH 5. 5飞.5， 培养温度为2(T30°C，10(T200r/min转数下振荡培养4(T60h，即得培养液；3)将上述培养液过滤去除菌体后，在液体中加入体积为其3 10倍、温度为4°C的无水乙醇进行沉淀，在温度为4°C条件下静置10-12小时，然后在200(T5000rpm下离心分离，得到沉淀物；4)将上述沉淀物加入蒸馏水至其完全溶解，所得溶液按相同的条件重复步骤3)中的沉淀、静置及分离操作，得到二次沉淀物；5)再将二次沉淀物按相同的条件重复步骤4)中的溶解、沉淀、静置及分离操作2 3次， 即可制得纯化的微生物絮凝剂。
全文摘要
一种采用絮凝工艺有效去除水中残留铝的方法，采用以铝系絮凝剂为主絮凝剂、微生物絮凝剂为助剂的絮凝工艺，包括如下步骤1)选用铝系絮凝剂聚合氯化铝(PAC)为主絮凝剂；2)选用微生物絮凝剂酱油曲霉菌种为助剂；3)将聚合氯化铝和微生物絮凝剂加入所处理水中，分别进行快速搅拌和慢速搅拌，静止后排出上清液即可。本发明的优点是采用了化学絮凝剂和微生物絮凝剂复配的处理方法，解决了目前PAC的使用会形成二次污染的缺点，既降低了PAC的使用量、提高了絮凝效率，又由于微生物絮凝剂和PAC的键合和微生物絮凝剂的网捕作用达到了高效去除残留铝的作用，是一种经济、高效的去除水中残留铝的絮凝方法。
文档编号C02F9/04GK102351343SQ20111019017
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者唐静, 王兰 申请人:南开大学