[發明專利]一種利用普魯蘭多糖與氯化鋁脫除重金屬離子的方法

在審

• 申請號: 201811341882.2
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109574294A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 孫路石;王賁;周飛
• 申請（專利權）人: 武漢華喻燃能工程技術有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/20
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 趙偉

本發明公開了一種利用普魯蘭多糖與氯化鋁脫除重金屬離子的方法，包括以下步驟：S1：在重金屬廢水中加入一定量的普魯蘭多糖水溶液，使普魯蘭多糖與重金屬離子的質量比為1?10：1，快速攪拌一段時間，得到普魯蘭多糖?重金屬離子吸附物的水溶液；S2：向步驟S1中得到的吸附物水溶液中加入一定濃度的AlCl₃水溶液，使AlCl₃與普魯蘭多糖的質量比為0.02?1.3：1，慢速攪拌一段時間；S3：向步驟S2得到的混合溶液中加入堿性溶液調節其pH值為4.5～10.5，靜置一段時間，生成重金屬離子的絮凝沉淀物；本發明能夠提高絮凝脫除效率，減少無機絮凝劑的用量，安全、無毒可生物降解且綠色環保。

技術領域

本發明屬于環境工程技術領域，更具體地，涉及一種利用微生物胞外聚合物普魯蘭多糖與氯化鋁脫除重金屬離子的方法。

背景技術

鎘是一種環境污染物，過度攝入鎘可導致人發生鎘中毒。世界衛生組織將鎘列為重點研究的食品污染物，國際癌癥研究機構(IARC)將鎘歸類為人類致癌物，會對人類造成嚴重的健康損害，美國毒物和疾病登記署(ATSDR)將鎘列為第7位危害人體健康的物質，我國也是將鎘列為實施排放總量控制的重點監控指標之一。早在1930-1960年間，日本富山縣神通川流域部分鎘污染，事源煉鋅廠排放的含鎘廢水污染了周圍的耕地和水源，當地大面積出現關節和脊椎極度疼痛而得名的痛痛病，經大量流行病學調查和實驗研究證實，痛痛病是由于慢性鎘中毒所引起。痛痛病被確定為日本四大公害病之一。

目前主要采用絮凝技術除去污水中的重金屬離子，常用的絮凝劑包括無機絮凝劑、有機絮凝劑、生物絮凝劑等；其中，無機絮凝劑如硫酸鋁、氯化鋁、氯化鐵等，其具有成本低的優勢，但是絮凝沉淀速度慢、用量大，處理后水中剩余的鐵、鋁等金屬離子將轉化為金屬污泥，對人體健康和生態環境產生不利影響；有機絮凝劑具有用量少、絮凝能力強等優點，但是本身具有毒性且不易被降解，導致其應用受到限制；微生物絮凝劑具有應用范圍廣、用量低、經濟環保的優點，成為污水處理領域的研究熱點。

普魯蘭(Pullulan)又稱為短梗霉多糖，出芽短梗孢糖等，是由真菌出芽短梗霉(Aureobasidium Pullulans)在生長過程中分泌的胞外多糖，無色無味，易溶于水。經過多年研究與開發，康建雄等將普魯蘭作為絮凝劑應用于污水處理中，并進一步在城市垃圾滲濾液的無害化處理中取得了很好的效果。王莉將普魯蘭絮凝劑應用于印染廢水的處理，以鋁鹽作為助凝劑，對印染廢水的COD脫除率達到了81％。王文琦則將羧甲基普魯蘭(CMP)應用于重金屬離子的脫除，并取得了令人滿意的脫除效果。在此研究基礎之上，李波等通過溶膠凝膠法以MgO和普魯蘭為原料制備得到復合吸附劑，并對其對氟離子的吸附性能及吸附機理進行了系統的研究。

申請公布號為CN 105384229A的發明專利公開了一種“無機-改性普魯蘭多糖復合型絮凝劑及其使用方法”，將1～2份的改性普魯蘭多糖和4～5份的無機絮凝劑復配制成溶液后向待處理水中投加，調節pH為6.5，絮凝條件為：快攪250r/min，2min；慢攪60r/min，20min；反應溫度25℃，靜置20min。改性普魯蘭多糖利用自身的架橋作用吸附水中分散的重金屬離子形成前絮體，氯化鋁中和前絮體的表面電荷，使絮凝體沉淀；但是上述專利中將改性普魯蘭多糖和無機絮凝劑復配后同時投加到待處理水中，改性普魯蘭多糖吸附重金屬離子形成一定大小的前絮體后，即在氯化鋁的作用下沉降，此時水中還存在大量的未被改性普魯蘭多糖吸附的重金屬離子，這些重金屬離子僅能在氯化鋁的作用下緩慢沉降，絮凝速度慢，且所需的氯化鋁用量大。

發明內容

針對現有技術的至少一個缺陷或改進需求，本發明提供了一種利用普魯蘭多糖與氯化鋁脫除重金屬離子的方法，其目的在于解決現有的脫除方法存在的絮凝速度慢、無機絮凝劑用量大，需要二次處理的問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種利用普魯蘭多糖與氯化鋁脫除重金屬離子的方法，包括以下步驟：