一种基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法与流程

本发明涉及污水处理方法技术领域，具体为一种基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法。

背景技术：

近年来，含有重金属的废水对人类的生活环境造成了巨大的危害，重金属离子随废水排出，即使浓度很小，也能造成公害，严重污染环境，影响人们的健康。所以，研究如何降低废水中重金属的含量，减轻重金属对环境的污染具有重大意义。重金属作为一类常规的水体污染物，因其具有毒性较高，无法降解等特点，成为水体污染物中危害极大且备受关注的一种。随着工业的发展，重金属的污染问题日益突出。

目前，去除废水中重金属的方法主要有三种：一是通过发生化学反应除去废水中重金属离子的方法；二是在不改变废水中的重金属的化学形态的条件下对其进行吸附、浓缩、分离的方法；三是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法。其中吸附法是比较常用的方法之一。

本申请提供一种组合后的吸附材料球，能够对水体中的重金属进行有效吸附。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法，具备去除效率高、反应速度快、可以重复使用等优点，解决了现有的处理污水中重金属的方法去除效率低、反应速度慢，无法重复利用的缺点问题。

(二)技术方案

为实现上述去除效率高、反应速度快、可以重复使用的目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法，包括四尾栅藻藻球制备方法和吸附球处理污水中重金属方法，其特征在于：利用四尾栅藻制成的藻球与吸附球配合吸附污水中的重金属离子；

四尾栅藻藻球制备方法步骤如下：

(a)将四尾栅藻藻细胞悬浮液经离心后去掉上清液，再用去离子水清洗2-3次，并定容至50ml，得到浓缩四尾栅藻藻溶液；

(b)将制得的浓缩四尾栅藻藻溶液和已灭菌的质量浓度为3-5％的海藻酸钠溶液，按1∶2的体积比混合均匀，制成备用溶液；

(c)将制得的备用溶液，用注射器吸取，套上针头，缓慢匀速滴入质量浓度为2％氯化钙和0.3％氯化钠的混合凝胶化溶液中，形成直径约2-3mm的藻球，在2-6℃环境下静置6-12h后形成固定化的四尾栅藻藻球。

吸附球处理污水中重金属方法：

首先制造吸附球，吸附球包括球形塑料外壳、镂空金属内网、沸石颗粒层、无纺纱布和活性炭颗粒，球形塑料外壳的内壁衬设有镂空金属内网，镂空金属内网的内壁向内依次衬设有沸石颗粒层和活性炭颗粒，活性炭颗粒的外壁和内壁均贴覆有无纺纱布，四尾栅藻藻球填塞于活性炭颗粒的中心留设空腔内；

然后将上述操作制得的内部填塞有四尾栅藻藻球的吸附球投放入污水中即可开始吸附污水中的重金属离子，吸附完成后再将该球取出，拆开进行脱附处理后，可进行重复使用。

优选的，所述四尾栅藻藻细胞悬浮液中细胞密度控制在1×106/ml-1×107个/ml。

优选的，所述四尾栅藻藻细胞悬浮液的离心条件为8000r/min，离心时间为5-8min。

优选的，所述备用溶液在制备过程中采用磁力搅拌器进行浓缩四尾栅藻藻溶液和海藻酸钠溶液的混合搅拌操作，且混合搅拌环境温度为16-20℃，混合搅拌时间为两个小时。

优选的，所述备用溶液的吸取用注射器采用规格为5ml或10ml的注射器及配套针头。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法，具备以下有益效果：

1.该基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法，采用的吸附球具有三层的吸附材料结构，包括外层沸石颗粒，中层活性炭颗粒和内层四尾栅藻藻球，均可以有效对污水中重金属离子进行吸附，吸附完成后再将该球取出，拆开进行脱附处理后，可重复使用；

2.该基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法采用四尾栅藻为藻球藻种，作为生物吸附剂，具有容量大、选择性强、效率高等优点，且四尾栅藻对有机污染物具有较强的耐性，在水质评价中可作为指示生物，是我国乙型中污带的指示种；

3.该基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法，采用的吸附球组件含有的沸石颗粒、活性炭颗粒和四尾栅藻藻球，不仅可以吸附重金属离子，还对部分有机物、氨氮等进行吸附，对净化水体有着很重要的作用。

附图说明

图1为本发明一种基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法的吸附球结构外视示意图；

图2为本发明的一种基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法的吸附球结构内视剖面示意图。

图中标示：1-球形塑料外壳，2-镂空金属内网，3-沸石颗粒层，4-无纺纱布，5-活性炭颗粒，6-四尾栅藻藻球。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施例一

本实施例提供的一种基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法，包括以下步骤：

步骤1，将细胞密度为1×106个/ml的四尾栅藻藻细胞悬浮液经8000r/min离心5min后去掉上清液，再用去离子水清洗2-3次，并定容至50ml，得到浓缩四尾栅藻藻溶液；

步骤2，将制得的浓缩四尾栅藻藻溶液和已灭菌的质量浓度为3％的海藻酸钠溶液，按1∶2的体积比在磁力搅拌器中，16-20℃环境下混合搅拌两个小时，制成备用溶液；

步骤3，将制得的备用溶液，用5ml或10ml的注射器吸取，套上针头，缓慢匀速滴入质量浓度为2％氯化钙和0.3％氯化钠的混合凝胶化溶液中，形成直径约2-3mm的藻球，在2-6℃环境下静置6-12h后形成固定化的四尾栅藻藻球6。

步骤4，制造吸附球，吸附球包括球形塑料外壳1、镂空金属内网2、沸石颗粒层3、无纺纱布4和活性炭颗粒5，球形塑料外壳1的内壁衬设有镂空金属内网2，镂空金属内网2的内壁向内依次衬设有沸石颗粒层3和活性炭颗粒5，活性炭颗粒5的外壁和内壁均贴覆有无纺纱布4，四尾栅藻藻球6填塞于活性炭颗粒的中心留设空腔内，如图1-2；

步骤5，将上述步骤4制得的内部填塞有四尾栅藻藻球6的吸附球投放入污水中即可开始吸附污水中的重金属离子，吸附完成后再将该球取出，拆开进行脱附处理后，可重复使用。

具体实施例二

本实施例中，步骤2中的海藻酸钠浓度为4％，除步骤2外，基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法的其他步骤均与具体实施例一相同。

具体实施例三

本实施例中，步骤2中的海藻酸钠浓度为5％，除步骤2外，基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法的其他步骤均与具体实施例一相同。

下表为处理污水中部分重金属离子的效果实验，可以看出，经本发明所述方法处理污水的效果，对比市面上常见的重金属陶瓷吸附球(对照组一)和活性炭吸附球(对照组二)的效果更好。

从上表可以看出，本发明一种基于四尾栅藻处理污水中重金属的方法，对重金属有着良好的吸附效果，对比市面上常见的重金属陶瓷吸附球(对照组一)和活性炭吸附球(对照组二)的效果更好，能够应用于重金属处理领域。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。