[发明专利]一种碱预处理活性污泥吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种碱预处理活性污泥吸附剂及其制备方法与应用。该方法包括：取污水厂氧化沟活性污泥湿泥为原料，加入NaOH溶液进行预处理；静置沉淀，倒掉上清液，再将底部污泥用滤纸过滤，得到所述碱预处理活性污泥吸附剂。该碱预处理活性污泥吸附剂的应用，包括：将碱预处理活性污泥吸附剂与含锑废水(锑元素的浓度为0.19‑50mg/L)混合，在搅拌状态下进行吸附处理，静置得到完成吸附的废水。本发明将污水厂活性污泥进行碱预处理来治理含锑废水，以废治废，结果表明，与未经处理的活性污泥吸附剂相比，用NaOH进行预处理的活性污泥可以提高污水中锑的去除率，为印染废水中锑的治理提供新途径。

技术领域

本发明属于污水处理治理领域，具体涉及一种碱预处理活性污泥吸附剂及其制备方法与应用。

背景技术

锑作为一种重要的矿产资源，在工业中的应用越来越广泛，每年会有大量的含锑废水产生。锑作为纺织工业的催化剂及印染行业的助剂、阻燃剂等会排放至废水中。锑及其化合物有一定的毒性，会对环境造成污染，威胁人体健康。因此，针对总量大的印染废水中的锑的去除意义重大。

目前，去除水中重金属锑的方法主要有吸附法、混凝沉淀法，但这些方法存在处理成本高、产生的污泥量大等问题。近年来，生物吸附剂因其成本低、与其他材料相比来源丰富，在水中对重金属离子亲和力好，是一种很有前途的去除水溶液中重金属的技术。常用的生物材料有：藻类、壳聚糖、纤维素和细胞生物等。但是有些生物吸附剂往往存在运输不便或者需要单独培养等问题，难以在实际应用上普及。相比之下，在污水处理过程中产生的剩余活性污泥作为一种生物吸附剂，克服了运输、培养等缺点，利用剩余活性污泥吸附重金属废水，以废治废，既对污泥进行了资源化利用，又减少了处理成本。

活性污泥是由微生物有机体、有机聚合物、无机物及一些矿物质组成的絮凝体。其中，微生物代谢可以产生含有EPS(胞外聚合物)的物质，其主要成分是多糖、核酸、蛋白质等。一方面，这些物质含有大量的带负电的基团，如氨基、羧基、羟基等，水中的金属阳离子可以和这些带负电的活性基团结合，发生沉淀、络合、离子交换和吸附等反应。另一方面，活性污泥菌胶团表面积大，且表面带负电荷，可通过电荷中和作用吸附金属离子。利用活性污泥的吸附作用处理重金属离子是污泥再利用的一个好途径，以废治废，还可以减少处理成本。

活性污泥作为吸附剂通常有两种使用途径，一种是将污泥烘干研磨制成粉末，另一种是直接使用湿泥，考虑到工业上的应用，干性污泥制备时间较长，操作繁杂，且湿泥在水中分散均匀，所以实验使用湿泥作为原料。

2005年昆明理工大学的肖娜在《活性污泥生物吸附剂处理含铅废水的应用基础研究》中，利用活性污泥湿菌体作为原料，通过NaOH、HCl、乙醇、去离子水等预处理方式处理活性污泥，制备了生物吸附剂，用来处理含铅废水。结果显示，酸、乙醇、去离子水预处理可增加活性污泥菌体细胞的有效结合点，从而增加活性污泥与金属离子的结合点，提高了铅离子的去除率。但该研究局限于模拟含铅废水的处理，并未应用到实际废水中，而且未对除铅机理进行深入的探讨。

已有的活性污泥吸附剂去除重金属的研究大多是针对铅、镉离子，还未有研究探究水中锑离子的去除。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种碱预处理活性污泥吸附剂及其制备方法与应用。

本发明提出了一种利用NaOH预处理活性污泥进行含锑废水处理的方法，吸附剂原料使用污水处理厂氧化沟的活性污泥，以废治废，成本低廉，对锑的去除效果好。

本发明制备了一种碱预处理活性污泥生物吸附剂，与未处理的活性污泥吸附剂相比，不仅可以提高对模拟废水中锑离子的去除，还能有效去除实际印染废水中的锑离子，以废治废，减少了处理成本，为实际印染废水中锑的去除提供了新思路；并通过SEM、FTIR分析测试探究了活性污泥的除锑机理。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。