[发明专利]利用磁性生物吸附剂去除工业废水中铅的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业废水的生物处理方法，尤其涉及一种工业废水中铅的生物处理方法。

背景技术

环境中重金属的危害已越来越为人类所重视，其中铅是一种严重的环境毒和神经毒，对人体的神经、血液、消化、泌尿、生殖、内分泌、免疫等系统均有毒害作用，一旦中毒将会对人体全身各个系统造成不同程度的毒害，尤其影响婴幼儿、儿童的智力发育及学习记忆等脑功能。因此，对环境中铅的处理，不仅关系到少年儿童的健康成长，还影响到中国下一代的智力水平、人口素质和国家的长远竞争力。

含铅废水主要来自电池生产厂、电镀厂和冶炼厂。对于含铅废水的治理，传统的方法有化学吸附法、离子交换法、反渗透、氧化还原、溶剂萃取、膜分离及电沉积法等，但传统方法都或多或少存在着处理效率不高、处理效果不好(不能使金属浓度降到排放标准以下)等缺陷，常需将多种方法联合使用才能达到比较好的效果。

生物吸附技术是环境领域近年来迅速发展起来的处理工业污染废水的新技术，它以各种生物体(自然界的生物体或其死亡体)吸附废水中的重金属离子。与传统方法相比，生物方法具有吸附容量大、选择性强、效率高、能耗低、操作简单、经济上可行等优点，能有效地处理和净化含低浓度重金属离子的废水。然而，现有报道的生物吸附剂多为游离态微生物，由于其作用时间长、反应效率低、固液分离困难等问题，又使其应用受到了很大的限制。固定化微生物技术是20世纪80年代兴起的一种新型生物技术，其利用生物或化学的多聚体材料将微生物包埋起来不仅可以大幅度提高参加反应的微生物浓度，使微生物不易流失和污染，而且作用时间较长，抗毒和耐受力明显加强，固液分离容易，二次污染少，因而显示出良好的应用前景。如何将固定化微生物技术应用到含铅废水处理中，就成为本领域技术人员面临的一个新课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种吸附效率高、吸附效果好、适用范围广、处理工艺简单、操作方便、成本低的利用磁性生物吸附剂去除工业废水中铅的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种利用磁性生物吸附剂去除工业废水中铅的方法，其特征在于：先调节待处理工业废水的pH值至3.5～7，然后在每立方米的含铅废水中添加45～50g的磁性生物吸附剂，将温度控制在20℃～40℃，再进行振荡吸附，24～48小时后滤除吸附剂，将滤出水调节至中性后排放，完成对工业废水的处理；所述磁性生物吸附剂为固定化的磁性纳米粒子-黄孢原毛平革菌生物吸附剂。

上述振荡吸附过程是采用摇床进行，摇床的转数为150～200rpm。

上述固定化的磁性纳米粒子-黄孢原毛平革菌生物吸附剂是以海藻酸钙为载体，并包埋有黄孢原毛平革菌菌粉和磁性纳米粒子，所述黄孢原毛平革菌菌粉、磁性纳米粒子和海藻酸钙的质量比为1∶(0.5～1.25)∶(8～10)。该磁性生物吸附剂是通过以下方法制备：液态培养黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium，CCTCC AF96007)，收集菌球将其冷冻干燥，研磨成菌粉；同时制备磁性纳米粒子和海藻酸钠溶液，将磁性纳米粒子与黄孢原毛平革菌菌粉混合物加入到质量浓度为1％～2％的海藻酸钠溶液中，每毫升海藻酸钠溶液中添加0.125～0.225g磁性纳米粒子与黄孢原毛平革菌菌粉混合物，搅拌均匀；取1～2体积已经添加有磁性纳米粒子与黄孢原毛平革菌菌粉混合物的海藻酸钠溶液，用注射器将其逐滴转入10体积的浓度为0.2mol/L～0.3mol/L的CaCl₂溶液中，于室温下静置18～24小时，再用无菌水及琥珀酸钠缓冲液洗涤，干燥，制备得到磁性生物吸附剂。

所述磁性纳米粒子与黄孢原毛平革菌菌粉混合物按下述方法配制得到：将培养4～6天(培养温度30～37℃)后的黄孢原毛平革菌菌球冷冻干燥，再粉碎成120～200目的菌粉，将菌粉和磁性纳米粒子按质量比1∶(0.5～1.25)混和均匀。

本发明技术方案中的pH值、温度控制及吸附时间是通过以下对实验室模拟废水的吸附试验确定的。