[发明专利]一种污泥胞外聚合物复合纳米零价铁的制备方法

说明书

一种胞外聚合物复合纳米零价铁的制备方法，涉及一种纳米零价铁的制备方法。为了解决剩余污泥易造成二次污染和微生物胞外分泌物制备成本高的问题。方法：活性污泥静置沉淀，水浴加热，添加无水NaCOsubgt;3/subgt;，然后离心得到的污泥胞外聚合物，加入FeClsubgt;3/subgt;·6Hsubgt;2/subgt;O，加入NaBHsubgt;4/subgt;水溶液，氮气保护下搅拌，利用磁铁分离固体产物。本发明以纳米零价铁与剩余污泥为基础，制备的污泥胞外分泌物复合纳米零价铁不仅保留了微生物胞外分泌物高效、适用于处理重金属废水等优点，同时又具备纳米零价铁所特有的磁分离特性与高还原吸附特性，易回收，絮凝效率高，还原吸附效率高，避免污泥二次污染。本发明适用于制备胞外聚合物复合纳米零价铁。

技术领域

本发明涉及一种胞外聚合物复合纳米零价铁的制备方法。

背景技术

近年来工农业的迅猛发展，使得越来越多的行业如冶矿、电镀、化工、制革等重金属排放量上升，农药化肥的增量使用也导致重金属污染事件频发。重金属不能被生物降解，极易在生物体内大量积累，环境介质中微量的重金属在生物体内能被富集至数百倍甚至数十万倍，然后经过食物链毒害人体。因此，如何有效地治理重金属污染已经成为环境保护领域中丞待解决的问题之一。

微生物胞外分泌物是由多糖和蛋白质等组成的大分子聚合物，含有的官能团结构可以和重金属离子络合，可以高效去除水中的重金属离子。然而微生物胞外分泌物的生产需要对微生物进行培养与发酵，提取微生物胞外分泌物，制备成本较高。此外，现有的微生物絮凝剂为胶体，常采用膜技术进行分离，分离速度慢，分离成本高，微生物絮凝剂如果不能得到有效的回收与处理，污染物会再次作用于环境产生二次污染。

污水处理过程中产生的剩余污泥如不加以处理，任其排放，将会造成二次污染。剩余污泥中含有大量微生物及其胞外分泌物，如果妥善利用，可以变废为宝。

发明内容

本发明为了解决现有污水处理过程中产生的剩余污泥易造成二次污染和微生物胞外分泌物制备成本高的问题，提出一种污泥胞外聚合物复合纳米零价铁的制备方法。

本发明污泥胞外聚合物复合纳米零价铁的制备方法按照以下步骤进行：

一、污泥胞外聚合物的制备

将活性污泥静置沉淀，去除上清液，然后剩余物质进行水浴加热至75～85℃，然后添加无水NaCO₃，得到混合物，搅拌混合物，然后离心收集上清液并丢弃沉淀，所得上清液为提取的污泥胞外聚合物；

二、污泥胞外聚合物复合纳米零价铁的制备

取污泥胞外聚合物，利用氮气曝气25～35分钟，然后加入FeCl₃·6H₂O，用HCl调节污泥胞外聚合物的pH值至FeCl₃·6H₂O溶解，然后加入NaBH₄水溶液，在氮气保护下搅拌25～35分钟后，利用磁铁分离固体产物并用无水乙醇洗涤，最后干燥，得到污泥胞外聚合物复合纳米零价铁。

本发明原理及有益效果为：

本发明以纳米零价铁与剩余污泥为基础，制备的污泥胞外分泌物复合纳米零价铁不仅保留了微生物胞外分泌物高效、适用于处理重金属废水等优点，同时又具备纳米零价铁所特有的磁分离特性与高还原吸附特性，使得残留絮凝剂和絮凝后的产物能够通过外部磁场实现简单快速地分离回收，絮凝效率高，还原吸附效率高，避免二次污染。而且制备工艺简单，易回收，易于放大；对剩余污泥进行回收再利用，降低微生物胞外分泌物的制备成本，为剩余污泥的处理与处置提供了一种新的思路。

纳米零价铁处理重金属废水时发生的络合、吸附、共沉淀等反应，使重金属得到有效去除；纳米零价铁具有强还原性，可用于还原高价重金属离子，使之变为毒性更低或者迁移率更低的低价重金属，还原吸附效率高。