[发明专利]一种脂肽在重金属离子去除中的应用与方法

说明书

本发明公开了一种生物表面活性剂脂肽(surfactin)在重金属离子去除中的应用与方法，利用surfactin的‑COOH残基与金属离子静电结合作用以及达到临界胶束浓度(CMC)后能够形成具有一定粒径大小的胶束，被一定膜孔径大小的超滤膜截留，从而达到去除金属离子的作用。该方法为胶束强化超滤(MEUF)，通过MEUF工艺可有效地去除废水中的重金属离子，当surfactin/金属离子的摩尔比大于3:1时，对金属离子的截留率可达98％以上，对实际重金属离子污染的土壤进行surfactin溶液淋洗并结合MEUF工艺，有效去除了土壤中的重金属离子，随着surfactin比例的提高，金属离子在土壤中的去除率可达95％以上，对Crsupgt;3+/supgt;的截留率可达98％以上，能够有效地应用于重金属离子污染的环境修复。

技术领域

本发明涉及生物表面活性剂脂肽(surfactin)，尤其涉及一种脂肽在重金属离子去除中的应用与方法。

背景技术

重金属对土壤和水资源的污染日益严重，已经成为对环境的主要威胁，其在世界范围内的不良影响和毒理学表现而受到研究者的极大关注。大多数重金属是从各种人类活动中释放出来，包括采矿、矿石加工、皮革鞣制、化石燃料燃烧和电镀，以及各种产品，包括油漆和颜料、防腐剂、化肥和化学品等。这些活动和产品涉及大量有毒重金属，是环境重金属污染的主要来源。重金属释放到土壤和水体中，通过食物链中的生物累积对人类健康造成严重的不利影响。由于它们的低降解性、化学复杂性和毒性，只能从高毒性形式转化为毒性较小的形式，或者通过化学或生物过程去除。

现有技术中，部分采用SDS、CTAB等化学表面活性剂对金属离子进行静电吸附，但是化学表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)都远高于生物表面活性剂，增加了表面活性剂的用量。这不仅增加了费用，而且由于化学表面活性剂大多难以降解，会在水生环境中形成持久性泡沫，严重地危害水生环境，造成二次污染，这也是化学表面活性剂被限制在环境修复中应用的根本原因。而传统的金属离子去除工艺，例如水泥窑协同处置技术，其温度高达1450℃，可将包括重金属在内的有害物质分解或固化于水泥晶体结构中，但是水泥煅烧过程中Pb、Cd、Hg等毒性较强的重金属绝大部分挥发进入烟气，造成污染物的转移，同时，该工艺需耗费大量的能耗。而土壤淋洗、固化稳定化和化学氧化等其他重金属离子处理工艺，都会由于淋洗剂和氧化剂的添加面临二次污染的风险，极大了提高了环境修复的成本。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，本发明提供了一种脂肽在重金属离子去除中的应用与方法。

提供一种surfactin与胶束促超滤(micellar-enhanced ultrafiltration，MEUF)工艺相结合去除重金属离子的方法。利用本发明去除重金属离子，其截留率可达98％以上，去除率可达到95％以上。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种生物表面活性剂脂肽在重金属离子去除中的应用。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种生物表面活性剂脂肽去除重金属离子的方法，所述方法包括：

将生物表面活性剂脂肽配置为第一水溶液；

将第一水溶液与重金属离子混合配置得到第二水溶液，调节pH值为6.5-8，其中，生物表面活性剂脂肽与重金属离子的摩尔比为(2-5)：1；使得生物表面活性剂脂肽的-COOH残基与重金属离子静电结合作用形成胶束；

将第二水溶液采用超滤膜进行压力过滤，截留胶束。

进一步地，重金属离子为Mg²⁺、Co²⁺、Cr³⁺、Pb²⁺和Cd²⁺中的一种或多种。

进一步地，采用超滤膜进行压力过滤包括：设置压力为0.1MPa，膜孔径采用15～50nm。

进一步地，采用超滤膜进行压力过滤包括：膜孔径选用30nm或50nm。