CN109912044A - 一种废水处理药剂及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废水处理药剂的制备及其应用方法。目前异养微生物还原重金属已被认为是一种有效的方法，但在绝大多数情况下异养微生物需外加营养源，容易造成二次污染，且运行费用高。因此廉价、可持续的缓释固相营养源逐渐应用于微生物修复中。其中关于固相磷源的研究很少，尤其是在剧毒重金属的微生物还原中。此外，出水重金属总量不达标，还原产物无法彻底从***中去除，悬浮微生物易受环境冲击影响、易流失等问题也亟待解决。本发明借助海藻酸钠凝胶将微生物与磷矿石共固定，得到一种新型废水处理药剂。本发明制备的药剂有效解决了悬浮微生物不稳定易流失的问题，同时提高了重金属总量的去除能力，能够将还原产物彻底从污染***中去除。采用本发明制备的废水处理药剂及应用方法能够对某些重金属污染废水进行有效的处理，具有广阔的应用前景。

Description

一种废水处理药剂及其应用方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种废水处理用药剂及其应用方法。

背景技术

随着制革、电镀、钢铁加工及纺织印染等工业的迅速发展，工业废水的不达标排放与泄露、工业废弃物的随意丢弃等使重金属对生态环境造成严重威胁。部分重金属以其高溶解性、迁移性，可以轻易穿过细胞膜而具有剧毒性，能够致癌、致畸、致突变，对人类健康及生态安全造成严重威胁。微生物处理法由于其经济高效、环境友好、可重复利用等优点逐渐受到广泛关注。

尽管异养微生物修复已被认为是一种有效的处理方法，但异养微生物需外加营养源，而传统液相营养源由于剂量不易控制容易造成二次污染，且运行费用高。因此廉价、可持续的缓释固相营养源受到广泛关注并逐渐应用于微生物修复中。固相碳源尤其应用广泛，但对于固相磷源的研究却很少，尤其是在剧毒重金属的微生物还原中。此外，出水重金属总量不达标，还原产物无法彻底从***中去除，悬浮微生物易受环境冲击影响、易流失等问题也亟待解决。

发明内容

本发明以磷矿石和海藻酸钠为基质包埋微生物用于污染废水的修复，其中磷矿石可用作固相磷源、活性添加剂、微生物载体和吸附剂，海藻酸钠凝胶可用作微生物包埋体和吸附剂，以提高反应速率、防止过量磷源造成的二次污染、提高微生物抗冲击能力以及吸附还原产物并使其能够从污染体系中去除、再生，使出水出水污染物总量达标。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种废水处理药剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将磷矿石加入水中，充分分散，得磷矿石悬液；将海藻酸钠加入得到的磷矿石悬液中，超声分散，得混合半凝胶液；

2)向步骤1)制得的混合半凝胶液中加入离心后的微生物，混合均匀；

3)将步骤2)制得的混合半凝胶液滴入氯化钙溶液中，不断搅拌，交联固化，过滤，制得废水处理药剂。

优选的，步骤1)所述磷矿石粒径为1-300微米，质量浓度为0.05％-5％，海藻酸钠质量浓度为1％-5％，超声处理0.1-2小时。

优选的，步骤2)所述的微生物投加量为0.1-5克。

优选的，步骤3)所述的氯化钙溶液质量浓度为0.5％-5％，交联固化时间为0.5-12小时。

优选的，一种如上述制备方法制得的废水处理用药剂，药剂呈均匀球状，药剂直径1-6毫米。

一种如上述制备方法制得的药剂在废水处理中的应用。

优选的，废水具体指含有铬、钒等重金属的废水。

优选的，具体应用方法为：对污染物含量1-50毫克/升的废水，按固液比0.5-5:10加入所述药剂，在10-40℃下以50-300转/分的转速震荡2-15天。

本发明的有益效果在于：

1)微生物-磷矿石包埋颗粒中的磷矿石可以作为固相磷源，防止液相磷源过量造成的二次污染；可以作为活性添加剂提高反应速率；可以作为微生物载体提高微生物量；可以吸附还原产物至固定化颗粒内以便污染物从污染***中完全去除。

2)微生物-磷矿石包埋颗粒中的海藻酸钠包埋材料可以固定化微生物，防止实际应用中悬浮微生物被冲刷流失；可以固定粉末状磷矿石，使其可以发挥最大效应又不至于分离困难和堵塞；可以吸附还原产物至固定化颗粒上以便污染物从污染***中完全去除。

3)微生物-磷矿石包埋颗粒可长期持续作用，且易于分离移除，包埋颗粒内外吸附的还原产物可以解析回收，解析后微生物-磷矿石包埋颗粒可重复利用。

附图说明

图1为实施例1制得废水处理药剂的照片；

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

废水处理药剂的制备，步骤如下：

1)将1.0克磷矿石加入到10毫升去离子水中，充分混合得到磷矿石悬液；将0.15克海藻酸钠加入到磷矿石悬液中，混合溶解，超声分散30分钟，充分溶解得到混合半凝胶液；

2)向1)中制得的混合半凝胶液中加入1.0克离心得到的铬还原混菌联合体，混合均匀。

3)使用注射器将2)得到的混合半凝胶液滴入质量浓度1.5％的氯化钙溶液中，同时以100转/分的转速搅拌氯化钙溶液；

4)将3)中溶液室温放置0.5小时，使制备的药剂充分交联，之后过滤得到产物废水处理药剂。

上述制得的废水处理药剂如图1所示，药剂呈褐色球状，药剂粒径均匀，直径约4毫米。

实施例2

本发明的废水处理药剂用于处理六价铬污染废水，包括如下步骤：

将实施例1制得的废水处理药剂添加到体积为100毫升质量浓度10毫克/升的六价铬污染废水中，每100毫升废水加入药剂2.0克(以干重计)，在30℃，150转/分钟的条件下培养，定时取样测定六价铬和总铬浓度；六价铬浓度采用分光光度法于540纳米处测定，总铬浓度采用电感耦合等离子体光谱发生仪测定。经实验，6天可实现六价铬、总铬的完全去除。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种废水处理药剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将磷矿石加入水中，充分分散，得磷矿石悬液；将海藻酸钠加入得到的磷矿石悬液中，超声分散，得混合半凝胶液；

2)向步骤1)制得的混合半凝胶液中加入离心后的微生物，混合均匀；

3)将步骤2)制得的混合半凝胶液滴入氯化钙溶液中，不断搅拌，交联固化，过滤，制得废水处理药剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述磷矿石粒径为1-300微米，质量浓度为0.05％-5％，海藻酸钠质量浓度为1％-5％，超声处理0.1-2小时。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的微生物投加量为0.1-5克。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3)所述的氯化钙溶液质量浓度为0.5％-5％，交联固化时间为0.5-12小时。

5.根据权利要求1-4任一所述的制备方法制得的废水处理用药剂，其特征在于：所述药剂呈均匀球状，药剂直径1-6毫米。

6.一种如权利要求1-5任一所述的制备方法制得的药剂在废水处理中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述废水含有铬、钒等一种或几种重金属。

8.根据权利要求6-7所述的应用，其特征在于：对污染物含量1-50毫克/升的废水，按固液比0.5-5:10加入所述药剂，在10-40℃下以50-300转/分的转速震荡2-15天。