[發明專利]一種磁性微藻生物吸附絮凝劑及其吸附廢水中鉻的方法

有效

• 申請號: 201811088080.5
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN109174025B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 李晨;高鋒;侯慧巧;闞家薇;壽曄子;張文靜
• 申請（專利權）人: 浙江海洋大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F3/32;C02F101/20
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及廢水處理技術領域，公開了一種磁性微藻生物吸附絮凝劑及其吸附廢水中鉻的方法。本發明的磁性微藻生物吸附絮凝劑包括微藻、磁性Fe₃O₄納米粒子、魔芋葡甘聚糖和改性碳纖維。微藻與磁性Fe₃O₄納米粒子的聚合物，然后用魔芋葡甘聚糖進行混合包埋固定制備磁性微藻生物吸附絮凝劑。改性碳纖維自身以及與魔芋葡甘聚糖之間交聯成網絡結構，能增加磁性微藻生物吸附絮凝劑的強度。該磁性微藻生物吸附絮凝劑具有吸附容量大、吸附速率快、操作簡單方便等優點。其內含磁性Fe₃O₄納米粒子，處理完廢水后能方便實現吸附劑的快速回收。將該磁性微藻生物吸附絮凝劑用于廢水中重金屬離子鉻的吸附去除，取得了良好的去除效果。

技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，尤其涉及一種磁性微藻生物吸附絮凝劑及其吸附廢水中鉻的方法。

背景技術

重金屬鉻污染主要來源于劣質化妝品原料、皮革制劑、金屬部件鍍鉻部分、工業顏料以及鞣革、橡膠和陶瓷原料等，這些污染源通過工業和生活污水排放進入水環境中，對人類健康和生態環境造成極大的威脅。

常見的重金屬鉻處理方法有化學沉淀法、離子交換法、吸附法等方法。吸附法用于廢水中重金屬污染物的去除具有操作過程靈活方便、能實現深度處理、通過解吸能回收廢水中的重金屬離子等優點，目前常用的吸附材料主要包括活性碳、改性黏土、膨潤土等，與無機吸附材料相比，生物吸附材料具有來源廣泛、價廉易得、成本低、吸附量大、吸附速度快等優點，當采用活體生物吸附材料時，還能實現吸附劑材料的增殖和自我更新，進一步降低吸附劑的費用。

中國專利申請公開號為CN105561922A的專利，公開了一種藻類生物吸附劑的制備方法。通過對藻類先進行物理加工干燥、粉碎，再經過化學處理，去除海藻上吸附的雜質，通過在高溫、強酸的條件下使海藻失去活性，再和改性后活性污泥混合，通過炭化包覆在顆粒表面得到可以處理重金屬廢水的生物吸附劑。該吸附劑吸附后與廢水的分離困難，且死亡藻無法將重金屬代謝掉，想要回收利用需進行復雜的脫附處理。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種磁性微藻生物吸附絮凝劑及其吸附廢水中鉻的方法。該磁性微藻生物吸附絮凝劑具有吸附容量大、吸附速率快、操作簡單方便等優點。該磁性微藻生物吸附絮凝劑內含磁性Fe₃O₄納米粒子，處理完廢水后能方便實現吸附劑的快速回收。將該磁性微藻生物吸附絮凝劑用于廢水中重金屬離子鉻的吸附去除，取得了良好的去除效果。

本發明的具體技術方案為：一種磁性微藻生物吸附絮凝劑，包括微藻、磁性Fe₃O₄納米粒子、魔芋葡甘聚糖和改性碳纖維。

本發明將微藻與磁性Fe₃O₄納米粒子進行吸附連接，得到微藻與磁性Fe₃O₄納米粒子的聚合物，然后用魔芋葡甘聚糖進行混合包埋固定制備磁性微藻生物吸附絮凝劑。改性碳纖維能夠增加絮凝劑的強度。微藻與磁性Fe₃O₄納米粒子形成聚合物，使得微藻在吸附廢水中的鉻后能夠快速的從廢水中分離出來。由于魔芋葡甘聚糖是天然的多糖分子，對微藻溫和，能夠最大限度的保持微藻的活性，同時由于其表面富含羥基基團，能一定程度的吸附鉻離子，使得磁性微藻生物吸附絮凝劑適用的鉻離子的濃度范圍增大。由于魔芋葡甘聚糖吸水性強，微藻能夠吸收魔芋葡甘聚糖吸收的廢水中的鉻離子，使磁性微藻生物吸附絮凝劑中的鉻離子達到動態平衡。改性碳纖維的加入使磁性微藻生物吸附絮凝劑的強度增加，同時，改性碳纖維上的氨基可以絡合金屬鉻離子，增大磁性微藻生物吸附絮凝劑的吸附能力。本發明的磁性微藻生物吸附絮凝劑的環境適應性強，對重金屬的吸附量大，解決了微藻易流失、活性難以維持及整體處理效率較低的難題。

作為優選，所述改性碳纖維為氨基改性的碳纖維。其制備方法包括以下步驟：