[发明专利]一种水体去除重金属污染的螯合剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种水体去除重金属污染的螯合剂及其制备方法和应用，该螯合剂包括复合微生物菌剂、有机‑无机絮凝剂、聚合氯化铝、纳米偏硅酸钠、2‑磷酸甘油；采用复合微生物菌剂从多方面对重金属离子进行作用将易溶解重金属离子还原为难溶性重金属离子盐后在絮凝剂作用下去除，而且有机‑无机絮凝剂将有机絮凝与无机絮凝结合，使其同时具有吸附中和和吸附架桥功能，大大提升单一种类絮凝剂的絮凝效果，并且本发明中采用多种絮凝剂复合，结合不同的絮凝机理，迅速有效的将转化后的重金属盐去除，将其应用于养殖水体的净化，高效且具有良好的重金属去除效果，且本发明提供的处理剂制备工艺简便，适用于广泛推广应用。

技术领域

本发明涉及环境治理技术领域，特别涉及一种去除重金属污染的螯合剂及其制备方法和应用。

背景技术

自然界存在的90种元素中，有53种是重金属，由于它们大多数属于过渡元素，因此它们的电子排列方式不仅决定了它们可以形成复合物，而且在固氮、水净化、碳碳键的重排、基因转录、细胞的发育调控等复杂的生化反应中起着重要的作用，然而，在更多情况下它们却担当着负面效应的角色，重金属在浓度很高的情况下会在细胞内累积形成非特异性的复合物而引起细胞中毒，某些金属离子例如Hg²⁺、Cd²⁺、Ag²⁺有很高的毒性，它们能够替代细胞内有功能的金属离子，结合于重要的呼吸蛋白上，导致蛋白质和DNA变性。

重金属水体有关环境中最常见的污染物，它们通过多种途径进入水体，并在水生生物的代谢过程中在水生生物中积累，富集与养殖水体中的重金属通过食物链进入人体，严重危害环境健康和人体健康。因此，重金属污染的养殖水体的改良和修复，已成为当今农林渔业等可持续发展和环境质量改善中多学科研究的难点和热点。

现有技术中针对养殖水体的重金属处理方法多采用化学絮凝或物理吸附以及微生物处理，但是多采用单一原理的处理方案进行处理剂的制备，无法针对复杂的养殖水体进行高效且长效的作用，其作用效果有限，难以达到安全标准，因此，如何提供一种复合的重金属螯合剂是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种去除重金属污染的螯合剂及其制备方法和应用，将复合微生物菌剂与复合絮凝剂结合，采用絮凝剂和微生物的吸附和聚合沉淀以及还原作用对重金属离子进行絮凝聚集，以达到去除重金属的目的。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水体去除重金属污染的螯合剂，包括以下重量份数的组分：复合微生物菌剂30-45份，有机-无机絮凝剂20-30份，聚合氯化铝18-23份，纳米偏硅酸钠5-14份，2-磷酸甘油5-13份。

优选的，所述有机无机絮凝剂为聚合硫酸铁和有机胺类衍生物的复合物。

优选的，所述有机胺类衍生物为聚二甲基二烯丙基氯化铵。

优选的，所述复合微生物菌剂为恶臭假单胞菌、大肠杆菌、硫酸还原菌、柠檬酸杆菌和约氏不动杆菌的任意比例混合物，且有效活菌数≥100亿/g。

进一步的，所述硫酸还原菌为脱硫弧菌、脱硫微菌、脱硫杆菌、脱硫八叠菌、脱硫肠菌、热脱硫杆菌或古球菌中的一种或多种。

上述优选技术方案的原理是：恶臭假单胞菌和大肠杆菌可分泌可溶性的重金属还原酶，可将重金属离子由可溶性离子还原为难溶性离子，降低溶解度并在絮凝剂的配合作用下絮凝去除重金属离子；硫酸还原菌可将硫酸根离子还原成硫离子，硫离子与水体中重金属离子发生沉淀反应形成不溶性重金属硫化物后由絮凝剂聚集去除；柠檬酸杆菌可分泌酸性磷酸酶，催化2-磷酸甘油水解释放无机磷酸盐，从而在微生物细胞表面积累大量磷酸盐，并与水体中重金属离子发生沉淀反应形成金属磷酸盐沉淀，在絮凝剂的作用下去除；约氏不动杆菌可直接释放无机磷酸盐与重金属离子结合生成重金属磷酸盐沉淀，在絮凝剂的作用下去除；多种微生物菌剂在不同的作用原理下结合作用，有效去除水体中重金属离子，且有效降低其余金属离子的影响。