[發明專利]一種細菌型生物顆粒吸附材料的改性方法

有效

• 申請號: 201410017064.2
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103739088A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 王利;萬春黎;李篤中;陳曉楓
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于生物材料制備技術領域，具體涉及針對銻酸鹽高效去除的生物顆粒吸附材料的改性方法。

技術背景

由于逐步了解到類金屬元素銻的環境行為和毒理特征，銻污染正越來越受到人們的關注。銻不是人體必需的元素，銻及其化合物與人體內的巰基結合后會干擾體內酶的活性并破壞細胞內離子平衡使細胞缺氧進而引起人體的代謝混亂。美國環保署和歐盟均已把銻列為優先控制的污染物并明確規定了飲用水中的銻的含量分別不能超過6μg/L和10μg/L，我國最新的《生活飲用水衛生標準》中也規定了銻的最大限量為5μg/L。五價銻和三價銻是環境中最常見的兩種價態，三價銻具有較高的毒性，而五價銻則是氧化性環境中最穩定的形式，有報道稱這主要是由于環境中的腐殖酸將三價銻氧化成了五價銻。兩種價態在特定條件下的相互轉換也使得銻去除不能僅僅限于三價，五價的銻酸鹽去除同樣應當引起重視。

目前成熟的銻去除工藝主要有絮凝法，吸附法，沉淀法、膜處理法以及氧化還原法等，其中吸附法因簡單、經濟、可再生等特點而備受關注，生物吸附是吸附法中非常重要的組成部分，目前較多使用的是絮狀微生物，其特點是來源廣泛、比表面積大，但是對于五價銻酸鹽的去除而言，吸附劑表面電荷屬性以及吸附劑的沉降性能顯得尤為重要，因此普通的絮狀微生物無法滿足。

好氧顆?；夹g近些年來出現的一種新型的環境修復技術，相對于傳統的活性污泥，好氧顆粒污泥具有高生物量、高密實度、高孔隙度，尤其是在處理COD方面，其良好的沉降性能是其他生物處理方法所無法比擬的。由于好氧顆粒污泥表面固有的電荷屬性，其對一些重金屬陽離子的富集效應，例如鋅、銅、鎳等已經被大量報道，但是對含氧陰離子的吸附研究較少，而對銻酸鹽的研究報道則更少。

本發明便是基于這種好氧顆粒污泥，通過簡單的化學修飾和改性，成為一種高效吸附銻酸鹽的生物材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝簡單、操作方便、成本較低、效果良好的細菌型生物顆粒污泥吸附材料的改性方法，以提高對銻酸鹽的去除效果。

細菌型好氧顆粒污泥是于大高徑比的SBR反應器中在特定的條件下培養出來的微生物聚集體，其中培養所采用的碳源是乙酸和丙酸。該顆粒污泥為淺黃色，外形密實并呈球形或橢球型。相對于傳統的生物絮體，該顆粒污泥具有極其優越的沉降性能。?

本發明所述的好氧顆粒污泥主要的成分為微生物菌體、胞外聚合物和無機金屬元素，例如鉀、鈣、鈉、鎂、鐵等元素。本發明提出的細菌型生物顆粒污泥吸附材料的改性方法，具體步驟為：

將改性劑配置成0.08-0.1M的改性液，將清洗后的細菌顆粒污泥直接浸漬于改性液中，25-35℃恒溫震蕩反應18-24小時，得到細菌顆粒污泥的改性物；

用去離子水反復清洗細菌顆粒污泥的改性物，直到上清液澄清、無色、透明；

用去離子水浸漬改性物，過夜；再用去離子水反復清洗，至溶液pH穩定。

其中：

所述的改性劑為常見的三氯化鐵。

所述細菌型顆粒污泥改性前后勿須脫水干燥，改性后須置于自來水中4℃冰箱保存，經檢驗該方法保存時間長久，并且顆粒不會破碎、腐敗。

改性前后吸附材料對銻酸鹽的吸附性能測試：溫度35度，pH4.3，轉速175rpm，銻初始濃度20mg/L，體積50ml，反應時間5h。

去除率計算方法：r=????????????????????????????????????????????????，

其中：r為吸附材料的去除率，%；C₀為初始濃度，mg/L；Ce為平衡濃度；mg/L。

本發明方法具有工藝簡單，操作方便，成本較低，操作周期較短等特點，更重要的是不會對環境產生二次污染，是真正的資源節約型和環境友好型的生物材料改性方法。經本發明方法改性的吸附材料相對其他生物材料具有沉降性能好，生物相穩定、去除效率高等優勢。

附圖說明

圖1?修飾前后細菌型顆粒污泥的形貌，其中，(A)修飾前，（B）修飾后。

圖2?不同pH條件下改性物對Sb(ⅴ)的去除率和溶液中的鐵殘留。其中，pH4.3?溫度35度，轉速175?rpm,?初始濃度20mg/L。

具體實施方式

下面通過實施例進一步具體描述本發明。

實施例1