本发明涉及一种含铅废水的多肉植物浮岛治理方法，属于废水处理技术领域。
背景技术：
电镀、金属加工、矿石处理、矿物冶炼、电池制造、石油精炼、油漆颜料、杀虫剂、印刷电子等行业都需用到金属铅，铅在广泛应用的同时也不同程度地对环境造成了污染。随着社会的发展，对含铅废水进行处理并综合回收利用是铅酸电池、电镀、采矿、印刷、涂料等行业生产中不容忽视的问题。目前广泛使用的是处理方法是沉淀法去除水中的铅，这又可分为物理沉淀和化学沉淀。物理沉淀是向含铅废水中投加混凝剂或重金属捕集剂，形成与废水中杂质粒子带相仿电荷的胶体，靠重力沉降予以分离。化学沉淀有氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法和碳酸盐沉淀法，通过添加石灰、烧碱、硫化盐、纯碱以及磷酸盐等将铅沉淀，其中氢氧化物沉淀法应用较多。因为传统的含铅废水处理技术存在对化学试剂和能量消耗大、存在二次污染的可能性、处理成本高、处理废水量小等缺点。因此寻找高效、低成本的吸附材料是当前吸附法处理重金属污染的一个研究热点。
重金属污染治理工作迫在眉睫，现有技术在处理高浓度重金属污染时表现出较高的脱除率，但在低浓度以及近中性条件下，脱除率明显下降。生物吸附技术是利用生物体或者自然生物通过物理化学方法除去土壤和水体中的重金属。生物吸附技术比起其他常用技术具有以下特点：生物吸附法具有在低浓度下处理重金属效果好、吸附容量大、速度快、吸附设备简单、易操作等特点，重要的是，生物吸附剂原料来源广泛、价格便宜，有许多是工业、农业、林业的废弃物。将其用于污水的处理可达到以废治废的目的，同时有利于回收贵重的重金属。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对目前传统处理含铅废水的方法是沉淀法，向含铅废水中投加混凝剂或重金属捕集剂，形成与废水中杂质粒子带相仿电荷的胶体，靠重力沉降予以分离，但是传统方法在处理高浓度重金属污染时表现出较高的脱除率，但在低浓度以及近中性条件下，脱除率明显下降并且存在对化学试剂和能量消耗大、会产生二次污染、处理成本高、处理废水量小等缺点，提供了一种含铅废水的多肉植物浮岛治理方法。该方法以不同种类多肉植物为固铅原料，经含铅营养液培养后筛选出固铅能力最强的多肉植株，以泡沫板固定后辅以生石灰，曝气吸附后即可，本发明设计的含铅废水处理方法，以优选的多肉植物根部作为固铅吸附材料，辅以生石灰提供的钙离子，可以进一步加快根须对重金属离子铅的固着，从而解决了传统处理方法使用大量化学试剂，容易产生二次污染的缺陷，而生物吸附法具有在低浓度下处理重金属效果好、吸附容量大、速度快等特点，又弥补了传统沉降法在低浓度以及近中性条件下，脱除率明显下降的不足，可以大规模投入使用。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）称取940～950mg硝酸钙、600～610mg硝酸钾、110～120mg磷酸二氢铵和490～500mg硫酸镁溶于1～2L蒸馏水中，用玻璃棒搅拌均匀后制得培养基质，再向培养基质中加入100～200mg醋酸铅，摇床振荡混合10～20min后得到实验培养液，备用；
（2）将8～10株不同类别长势相近的多肉植物从土中连根取出，用去离子水喷枪清洗掉多肉植物根部的泥土，再将腐烂和老化后的根须修剪干净，用浓度为0.5mol/L硫酸铜溶液和质量浓度为30%的双氧水分别冲洗1～3遍进行消毒，最后经蒸馏水漂洗后得到实验植株；
（3）按备用实验培养液相同的配制方法重新配制8～10组培养液，分别装入8～10个相同的玻璃杯中，将清理过的实验植株依次放入烧杯并保证多肉植株根部的1/2浸入培养液，再将烧杯置于阳光下培养2～3周；
（4）培养结束后，淘汰掉明显枯萎，耐铅性差的植株，再对剩下多肉植物的根部和叶片进行铅离子含量检测，挑选出根部铅离子含量高而叶片中铅离子含量低的植株，将其作为固铅多肉浮岛植株；
（5）取一块直径为1m的聚苯乙烯泡沫板，沿着泡沫板直径每隔3～5cm凿出一个8～10cm2的小孔，将上述筛选出的固铅多肉浮岛植株根部装入小孔中，使根须总长度的1/2～2/3透过泡沫板，最终制成多肉植物浮岛；
（6）用挖掘机挖出一个长5m、宽20m、深2m的污水池，在池壁和和池底每隔1～1.5m安装一个膜片式微孔曝气器，建成污水处理池，将待处理的含铅污水通入池中，在池面上放置25～30个上述制成的多肉植物生态浮岛，再向池中撒入10～20kg石灰石，启动曝气装置每隔1～2h曝气处理20～30min；
（7）曝气结束后，利用多肉植物浮岛吸附固铅处理，如此反复处理1～2周，排出池中上清液，即为处理达标后的废水，其中每个处理周期结束后更换一次多肉植物浮岛并清除池底污泥即可。
所述的多肉植物为虎刺梅、雷神、宝石花、蟹爪兰、虹之玉、碰碰香、燕子掌、星美人、黑法师、玉扇、玉蝶、雅乐之舞、火祭、黄丽和桃美人中的任一8～10种。
本发明的处理效果：本发明设计的多肉植物浮岛经过1～2周固铅吸附后，多肉植物根部含铅量可达30.0～30.1g/kg，具有极佳的固铅能力，经检测，处理后的废水中铅含量由原来的100mg/L降低到0.5～1mg/L，吸附率达到99.0%～99.5%。
本发明的有益效果是：
（1）本发明设计的含铅废水处理方法在低浓度下处理含铅废水依然具有效果好、吸附容量大、速度快的优点；
（2）本发明所用的处理材料来源广泛、可再生性好、成本低廉；
（3）本发明所采用的处理方法避免了使用大量有机试剂，不易产生二次污染。
具体实施方式
称取940～950mg硝酸钙、600～610mg硝酸钾、110～120mg磷酸二氢铵和490～500mg硫酸镁溶于1～2L蒸馏水中，用玻璃棒搅拌均匀后制得培养基质，再向培养基质中加入100～200mg醋酸铅，摇床振荡混合10～20min后得到实验培养液，备用；将8～10株不同类别长势相近的多肉植物从土中连根取出，用去离子水喷枪清洗掉多肉植物根部的泥土，再将腐烂和老化后的根须修剪干净，用浓度为0.5mol/L硫酸铜溶液和质量浓度为30%的双氧水分别冲洗1～3遍进行消毒，最后经蒸馏水漂洗后得到实验植株；按备用实验培养液相同的配制方法重新配制8～10组培养液，分别装入8～10个相同的玻璃杯中，将清理过的实验植株依次放入烧杯并保证多肉植株根部的1/2浸入培养液，再将烧杯置于阳光下培养2～3周；培养结束后，淘汰掉明显枯萎，耐铅性差的植株，再对剩下多肉植物的根部和叶片进行铅离子含量检测，挑选出根部铅离子含量高而叶片中铅离子含量低的植株，将其作为固铅多肉浮岛植株；取一块直径为1m的聚苯乙烯泡沫板，沿着泡沫板直径每隔3～5cm凿出一个8～10cm2的小孔，将上述筛选出的固铅多肉浮岛植株根部装入小孔中，使根须总长度的1/2～2/3透过泡沫板，最终制成多肉植物浮岛；用挖掘机挖出一个长5m、宽20m、深2m的污水池，在池壁和和池底每隔1～1.5m安装一个膜片式微孔曝气器，建成污水处理池，将待处理的含铅污水通入池中，在池面上放置25～30个上述制成的多肉植物生态浮岛，再向池中撒入10～20kg石灰石，启动曝气装置每隔1～2h曝气处理20～30min；曝气结束后，利用多肉植物浮岛吸附固铅处理，如此反复处理1～2周，排出池中上清液，即为处理达标后的废水，其中每个处理周期结束后更换一次多肉植物浮岛并清除池底污泥即可。所述的多肉植物为虎刺梅、雷神、宝石花、蟹爪兰、虹之玉、碰碰香、燕子掌、星美人、黑法师、玉扇、玉蝶、雅乐之舞、火祭、黄丽和桃美人中的8～10种。
实例1
称取940mg硝酸钙、600mg硝酸钾、110mg磷酸二氢铵和490mg硫酸镁溶于1L蒸馏水中，用玻璃棒搅拌均匀后制得培养基质，再向培养基质中加入100mg醋酸铅，摇床振荡混合10min后得到实验培养液，备用；将8株不同类别长势相近的多肉植物从土中连根取出，用去离子水喷枪清洗掉多肉植物根部的泥土，再将腐烂和老化后的根须修剪干净，用浓度为0.5mol/L硫酸铜溶液和质量浓度为30%的双氧水分别冲洗1遍进行消毒，最后经蒸馏水漂洗后得到实验植株；按备用实验培养液相同的配制方法重新配制8组培养液，分别装入8个相同的玻璃杯中，将清理过的实验植株依次放入烧杯并保证多肉植株根部的1/2浸入培养液，再将烧杯置于阳光下培养2周；培养结束后，淘汰掉明显枯萎，耐铅性差的植株，再对剩下多肉植物的根部和叶片进行铅离子含量检测，挑选出根部铅离子含量高而叶片中铅离子含量低的植株，将其作为固铅多肉浮岛植株；取一块直径为1m的聚苯乙烯泡沫板，沿着泡沫板直径每隔3cm凿出一个8cm2的小孔，将上述筛选出的固铅多肉浮岛植株根部装入小孔中，使根须总长度的1/2透过泡沫板，最终制成多肉植物浮岛；用挖掘机挖出一个长5m、宽20m、深2m的污水池，在池壁和和池底每隔1m安装一个膜片式微孔曝气器，建成污水处理池，将待处理的含铅污水通入池中，在池面上放置25个上述制成的多肉植物生态浮岛，再向池中撒入10kg石灰石，启动曝气装置每隔1h曝气处理20min；曝气结束后，利用多肉植物浮岛吸附固铅处理，如此反复处理1周，排出池中上清液，即为处理达标后的废水，其中每个处理周期结束后更换一次多肉植物浮岛并清除池底污泥即可。所述的多肉植物为虎刺梅、雷神、虹之玉、碰碰香、燕子掌、星美人、黑法师、玉扇。
本发明的处理效果：本发明设计的多肉植物浮岛经过1周固铅吸附后，多肉植物根部含铅量可达30.0g/kg，具有极佳的固铅能力，经检测，处理后的废水中铅含量由原来的100mg/L降低到0.5mg/L，吸附率达到99.5%。
实例2
称取945mg硝酸钙、605mg硝酸钾、115mg磷酸二氢铵和495mg硫酸镁溶于1L蒸馏水中，用玻璃棒搅拌均匀后制得培养基质，再向培养基质中加入150mg醋酸铅，摇床振荡混合15min后得到实验培养液，备用；将9株不同类别长势相近的多肉植物从土中连根取出，用去离子水喷枪清洗掉多肉植物根部的泥土，再将腐烂和老化后的根须修剪干净，用浓度为0.5mol/L硫酸铜溶液和质量浓度为30%的双氧水分别冲洗2遍进行消毒，最后经蒸馏水漂洗后得到实验植株；按备用实验培养液相同的配制方法重新配制9组培养液，分别装入9个相同的玻璃杯中，将清理过的实验植株依次放入烧杯并保证多肉植株根部的1/2浸入培养液，再将烧杯置于阳光下培养2周；培养结束后，淘汰掉明显枯萎，耐铅性差的植株，再对剩下多肉植物的根部和叶片进行铅离子含量检测，挑选出根部铅离子含量高而叶片中铅离子含量低的植株，将其作为固铅多肉浮岛植株；取一块直径为1m的聚苯乙烯泡沫板，沿着泡沫板直径每隔4cm凿出一个9cm2的小孔，将上述筛选出的固铅多肉浮岛植株根部装入小孔中，使根须总长度的1/2透过泡沫板，最终制成多肉植物浮岛；用挖掘机挖出一个长5m、宽20m、深2m的污水池，在池壁和和池底每隔1.3m安装一个膜片式微孔曝气器，建成污水处理池，将待处理的含铅污水通入池中，在池面上放置28个上述制成的多肉植物生态浮岛，再向池中撒入15kg石灰石，启动曝气装置每隔1h曝气处理25min；曝气结束后，利用多肉植物浮岛吸附固铅处理，如此反复处理1周，排出池中上清液，即为处理达标后的废水，其中每个处理周期结束后更换一次多肉植物浮岛并清除池底污泥即可。所述的多肉植物为虎刺梅、雷神、宝石花、蟹爪兰、虹之玉、玉扇、玉蝶、雅乐之舞、桃美人。
本发明的处理效果：本发明设计的多肉植物浮岛经过1周固铅吸附后，多肉植物根部含铅量可达30.0g/kg，具有极佳的固铅能力，经检测，处理后的废水中铅含量由原来的100mg/L降低到1mg/L，吸附率达到99.0%。
实例3
称取950mg硝酸钙、610mg硝酸钾、120mg磷酸二氢铵和500mg硫酸镁溶于2L蒸馏水中，用玻璃棒搅拌均匀后制得培养基质，再向培养基质中加入200mg醋酸铅，摇床振荡混合20min后得到实验培养液，备用；将10株不同类别长势相近的多肉植物从土中连根取出，用去离子水喷枪清洗掉多肉植物根部的泥土，再将腐烂和老化后的根须修剪干净，用浓度为0.5mol/L硫酸铜溶液和质量浓度为30%的双氧水分别冲洗3遍进行消毒，最后经蒸馏水漂洗后得到实验植株；按备用实验培养液相同的配制方法重新配制10组培养液，分别装入10个相同的玻璃杯中，将清理过的实验植株依次放入烧杯并保证多肉植株根部的1/2浸入培养液，再将烧杯置于阳光下培养3周；培养结束后，淘汰掉明显枯萎，耐铅性差的植株，再对剩下多肉植物的根部和叶片进行铅离子含量检测，挑选出根部铅离子含量高而叶片中铅离子含量低的植株，将其作为固铅多肉浮岛植株；取一块直径为1m的聚苯乙烯泡沫板，沿着泡沫板直径每隔5cm凿出一个10cm2的小孔，将上述筛选出的固铅多肉浮岛植株根部装入小孔中，使根须总长度的2/3透过泡沫板，最终制成多肉植物浮岛；用挖掘机挖出一个长5m、宽20m、深2m的污水池，在池壁和和池底每隔1.5m安装一个膜片式微孔曝气器，建成污水处理池，将待处理的含铅污水通入池中，在池面上放置30个上述制成的多肉植物生态浮岛，再向池中撒入20kg石灰石，启动曝气装置每隔2h曝气处理30min；曝气结束后，利用多肉植物浮岛吸附固铅处理，如此反复处理2周，排出池中上清液，即为处理达标后的废水，其中每个处理周期结束后更换一次多肉植物浮岛并清除池底污泥即可。所述的多肉植物为蟹爪兰、虹之玉、碰碰香、燕子掌、玉扇、玉蝶、雅乐之舞、火祭、黄丽和桃美人。
本发明的处理效果：本发明设计的多肉植物浮岛经过2周固铅吸附后，多肉植物根部含铅量可达30.1g/kg，具有极佳的固铅能力，经检测，处理后的废水中铅含量由原来的100mg/L降低到1mg/L，吸附率达到99.0%。