[发明专利]一种微藻处理污水的方法

摘要

本发明提供一种微藻处理污水的方法，利用改性壳聚糖、改性蒙脱石制备成吸附膜组装而成的中空吸附柱对污水中的金属离子进行吸附，通过泵负压作用使污水透过吸附柱，污水在吸附柱中停留，与固定化微藻接触，微藻利用污水中的有机营养物质进行生长繁殖。利用该方法进行污水处理，能有效的除去污水中的金属离子、碳、氮、磷等物质，同时能大规模培养微藻，达到污水处理与微藻培养双重目的。处理后的污水可用于灌溉、养殖、清洗等；培养出来的微藻可用于水产养殖、饲料添加、植物油提取等。

主权项

1.一种微藻处理污水的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在反应池底安装带气孔蛇形管道，气孔均朝下，蛇形管与臭氧发生装置连接；（2）吸附柱的制备与安装：a.称取50份壳聚糖，加入到60mL 95%的乙醇溶液中浸泡，恒温60℃溶胀2h；将150份香草醛溶解于400mL 95%的乙醇中，倒入壳聚糖的浸泡液得混合液；将混合液放置于微波快速反应装置中，设定加热温度70℃，反应10min，微波功率300w，搅拌；反应完成，冷却后过滤，乙醇洗，水洗，真空干燥至恒重，得改性壳聚糖粉末；b.称取天然蒙脱石20份，称取天然蒙脱石质量的5%的氢氧化钠，按固液质量比1:10加入200mL蒸馏水，调节pH为5.6，在恒温水浴中60℃搅拌反应1h，在80℃下恒温干燥，细磨过100目筛子，得到钠改性蒙脱石；c.取细胞浓度为105/mL的微藻溶液，在无菌条件下，与海藻酸钠溶液、改性壳聚糖1:1:1混合均匀得到混合液；将混合液通过注射器滴入氯化钙溶液进行固化20~30min，得到海藻酸钙凝珠；将海藻酸钙凝珠用蒸馏水洗涤2~3次，即可得到固定化微藻胶球；所述海藻酸钠浓度为20~25mg/mL；所述的氯化钙溶液浓度为18~22mg/mL；所述混合液与氯化钙溶液体积比为1：（1.5~2）；d.取聚偏氟乙烯粉末40~80份，溶于25~50份邻苯二甲酸二丁酯中，加入50~100份改性壳聚糖粉末，50~100份钠改性蒙脱石粉末，2~10份京尼平，在氮气保护下于210~223℃油浴中搅拌4~6h混合成均一溶液后，静置脱泡得到聚合物；将聚合物通过5‰计量精度的失重秤喂料机喂入双螺杆挤出机，在250~300rpm和2~5MPa的混炼捏合作用下，使物料充分混合均匀成均一稳定的铸膜液，铸膜液通过纺丝计量泵以90~100g/min的速度精确计量进入喷头，内腔以36~50mL/min流速的氮气作为中空支撑体，经过一定高度的空气段蒸发后进入298K的水浴中发生相分离和固化，以25m/min的速度通过收集轮将粗中空纤维膜收集；e.将d制备得到的粗中空纤维膜浸入95%工业乙醇中24小时，萃取邻苯二甲酸二丁酯稀释剂，期间需更换乙醇2次，确保稀释剂萃取干净，将萃取完毕的中空纤维膜用清水漂洗干净即得到中空纤维膜；f.取中空纤维膜，组装成双层膜柱，双层膜中间留有3~7cm宽的空间，最外层膜底部设置有排出阀，得到吸附柱；g.将多个吸附柱用铁架垂直固定，最里层中空部分并联与抽水泵连接，放置于反应池中；（3）将固定化微藻胶球填充于吸附柱双层膜的中间空间，封好吸附柱；（4）开启污水泵将污水注入反应池，待污水没至吸附柱50~70%时，停止抽水；打开臭氧发生装置，臭氧充气量为15~40g/h，作用时间为10~20min/h，待臭氧作用5h后，打开抽水泵，调节流量为1~1.4L/min，工作时间15~30min，休息时间40~60min，使污水进入吸附柱与固定化微藻胶球进行反应后，将反应后的污水排入净水池；（5）运行4~7天后，停止充入臭氧，停止污水泵，停止抽水泵，将固定化微藻胶球通过吸附柱底部排出阀排出，收集；中空纤维膜用2~5wt%HCl清洗2小时，然后用2000~3000mg/L NaClO+1000~2000mg/L NaOH清洗2小时，每支组件清洗通量为15~30L/h，温度23~25℃，洗脱液收集后用于金属离子回收。