[發明專利]一種凈化水體重金屬污染的方法及裝置

有效

• 申請號: 201310219037.9
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN103304034A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 張建英;丁騰達;曹俊梅;紀偉昌
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F101/20
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及重金屬去除技術領域，尤其涉及一種凈化水體重金屬污染的方法及裝置。

背景技術

水體重金屬污染一直是當前亟待解決的主要水環境問題之一，其在環境中毒性及遷移性等特點也增加了水體重金屬凈化的難度。同時由于重金屬不可降解，能在水體動、植物體內富集，并通過食物鏈等途徑危害人體健康，使得如何高效控制水體重金屬污染成為亟待突破的水處理課題。

目前用于凈化水體重金屬污染的技術主要包括物理、化學和生物處理方法三類。

物理和化學治理主要有凝聚-絮凝法、活性炭吸附工藝、浮選法、螯合樹脂法、化學沉淀、膜分離法、離子交換法、電去離子技術等。如授權公告號為CN102001779B的專利文獻公開了一種電絮凝-活性炭吸附法處理含重金屬電鍍廢水的方法，其使廢水首先進入電絮凝單元，利用電絮凝-電氣浮作用去除大量重金屬離子，然后靜沉以使大量絮體氣浮或沉淀，排出中間的廢水進入活性炭處理單元，利用吸附作用去除殘留重金屬。這些方法雖然處理效率高、周期短，但成本較高，有些可能還會造成二次污染。

生物治理主要包括人工濕地、生物氧化塘及微生物、基因工程技術等。如申請公布號為CN1022994411A的專利文獻公開了一種可處理廢水中重金屬污染的微生物及吸附劑的應用，從超積累植物龍葵內分離出具有Cd、Cu、Pb抗性的內生菌LK9，將其擴大培養收集后制備成粉末吸附劑；處理重金屬污染廢水時，將所述吸附劑投加到廢水中，吸附一定時間后離心沉淀或過濾分離吸附劑，可有效去除Cd²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺等重金屬離子。生物治理具有有效、低廉且簡便易行等特點，但缺乏廣泛應用的普適性，且構建穩定的生態恢復系統周期較長，不能及時的凈化水體重金屬污染。

因此，從經濟成本及資源化等角度出發，探索經濟高效無害化的水體重金屬凈化方法及裝置是當前水體重金屬污染治理的難點。

發明內容

本發明提供了一種凈化水體重金屬污染的方法及裝置，可有效去除水體中的重金屬污染。

一種凈化水體重金屬污染的方法，包括以下步驟：

(1)將四尾柵藻放于培養液中培養，并在培養液中放置掛膜載體，形成覆蓋掛膜載體的四尾柵藻生物膜；

(2)將含重金屬的廢水與所述四尾柵藻生物膜接觸，重金屬被四尾柵藻生物膜吸附。

本發明將四尾柵藻培養形成對重金屬吸附性能高的四尾柵藻生物膜，再將含重金屬的廢水與生物膜接觸，利用生物膜中的四尾柵藻對廢水中的重金屬進行吸附，可有效去除廢水中的重金屬。

為了使四尾柵藻培養形成生物膜，優選的，所述的四尾柵藻于溫度20～25℃、光暗比12h:12h的條件下，培養3～5天，在進行四尾柵藻培養時，可進行適當的通風，以保證其生長所需的氧氣。

優選的，采用BG11液體培養基培養所述的四尾柵藻，BG11液體培養基可使四尾柵藻快速生長，保持良好的吸附性能。

優選的，含重金屬的廢水與生物膜的接觸時間為0.5～24h，以確保廢水中的重金屬被生物膜充分吸附。

本發明還提供了一種凈化水體重金屬污染的裝置，包括殼體、位于殼體內部的四尾柵藻藻柱及用于給所述四尾柵藻藻柱供氧的供氧設備。

該裝置通過四尾柵藻藻柱對廢水中的重金屬進行吸附凈化，并利用供氧設備對四尾柵藻藻柱進行供氧，確保其良好的生長狀態，可有效凈化廢水中的重金屬，供氧設備可選擇鼓風機或微孔曝氣頭。

優選的，所述的四尾柵藻藻柱包括多層碳纖維濾網，每層碳纖維濾網上均生長有四尾柵藻生物膜。四尾柵藻可在碳纖維濾網上生長形成比表面積大的生物膜，并且通過設置多層碳纖維濾網可實現對廢水中重金屬的多層吸附，進而達到對廢水中重金屬的有效凈化。該四尾柵藻藻柱價格低廉、構造簡單，便于操作和管理。

優選的，所述的殼體設有進水口與出水口，所述進水口的前端設有流量計，流量計控制廢水的流量為20～25ml/min。通過流量計控制廢水的進水流量，以保證廢水與四尾柵藻藻柱充分接觸，實現重金屬的有效吸附凈化。

優選的，所述的出水口為多個，沿殼體高度方向分布。這樣可以采取殼體不同高度的廢水水樣，從而可對其重金屬含量進行測定，以監測本發明裝置對重金屬的凈化效果。

優選的，所述的殼體頂部設有放空閥，用以保證裝置內的壓力平衡；所述的殼體底部設有篩板，篩板可保證鼓風機對藻柱均勻曝氣。