一種利用小球藻凈化堿性重金屬廢水的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用小球藻凈化堿性重金屬廢水的方法，屬于小批量工業(yè)廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。收集Fe2+含量為10-80mg/L以及pH為10-13的廢水，將其混合后，向其中添加種子液和小球藻，控制培養(yǎng)溫度和光照條件，連續(xù)光照與連續(xù)黑暗交替進(jìn)行培養(yǎng)至小球藻生長的對數(shù)期后，小球藻回收再利用，而廢水則直接排放。將本發(fā)明凈化方法應(yīng)用于單次排放量小、但排放頻率高、收集困難的堿性重金屬廢水的處理，具有處理方式靈活、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種利用小球藻凈化堿性重金屬廢水的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用小球藻凈化堿性重金屬廢水的方法，屬于小批量工業(yè)廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]近幾年由于環(huán)境污染嚴(yán)重，工廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢水可以根據(jù)需要進(jìn)行大規(guī)模的處理，然而在生產(chǎn)過程中還會出現(xiàn)頻繁的小批量廢水直接排放，如實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢水由于廢水量少，通常都是未經(jīng)處理就直接排放，造成水體污染；化驗(yàn)室廢水種類很多，其中包含重金屬污染，過量的重金屬不僅不能促進(jìn)生物的生長，有些甚至?xí)竞ι?，危害很大；而化?yàn)室所用特定的標(biāo)準(zhǔn)液，如Fe2+標(biāo)準(zhǔn)液，F(xiàn)e2+濃度較高，如果不經(jīng)處理直接排出會造成局部水體Fe2+過量，污染水體。
[0003]同時，pH是水體環(huán)境的一個重要指標(biāo)，pH過高、過低都會導(dǎo)致水體的污染，影響水生生物的生長繁殖。當(dāng)水體環(huán)境pH升高極易誘發(fā)藍(lán)藻優(yōu)勢，造成水體大面積污染。在生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的頻繁排放的小批量廢水中，化驗(yàn)室部分廢水的PH偏堿性，若直接進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，無法準(zhǔn)確估計酸堿的摩爾比，很難中和至中性，甚至?xí)斐啥挝廴?，上述這些頻繁排放的、小批量廢水因其含有大量的Fe2+、pH過高，可統(tǒng)稱為堿性重金屬廢水。
[0004]小球藻(Ch lorella)是一種常見的單細(xì)胞綠藻，繁殖迅速，生物量大，蛋白和油脂含量高，易于培養(yǎng)，可廣泛應(yīng)用于保健食品、飼料、食品添加劑、精細(xì)化工品和醫(yī)藥制劑原料我國已有較成熟的培養(yǎng)工藝和體系，是一種極具經(jīng)濟(jì)效益的微藻。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決生產(chǎn)過程中小批量頻繁排放堿性重金屬廢水所存在的處理難度大、無法應(yīng)用規(guī)模化處理方式所引起的水體污染現(xiàn)象，本發(fā)明提供一種便捷的、處理方式靈活的利用小球藻凈化堿性重金屬廢水的方法，該方法通過在實(shí)驗(yàn)室廢水中添加一定量的種子培養(yǎng)基，可有效吸附廢水中的Fe2+，并調(diào)節(jié)廢水pH至接近中性。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
一種利用小球藻凈化堿性重金屬廢水的方法，包括如下步驟:
(1)堿性重金屬廢水預(yù)處理:收集Fe2+含量為10-80mg/L以及pH為10-13的廢水，將其按照1-2:5-25的體積比進(jìn)行混合；
(2)向步驟(1)的混合廢水中加入種子液后，種子液與混合廢水的體積比為1:1000，再加入小球藻，小球藻的添加量為混合廢水體積的5-10%,控制培養(yǎng)溫度為10-35°C,光照1500-4500Lux，連續(xù)光照與連續(xù)黑暗交替進(jìn)行培養(yǎng)至小球藻生長的對數(shù)期。
[0007](3)抽濾收集藻體，將藻體清洗后再培養(yǎng)至其OD44tlnm=0.8-1.20留待再次利用，濾液則直接排放。
[0008]進(jìn)一步的，作為優(yōu)選:
所述的種子液為 0.5g (NH4) 2S04、0.01g KH2P04、0.0005g MnS04、0.02g EDTA_Na2 加水定容至1L。
[0009]步驟(2)中，所述的小球藻的添加量為混合廢水體積的6-8%，培養(yǎng)溫度控制在20-30°C，光照2000-4000 Lux，光照周期為12小時連續(xù)光照再12小時連續(xù)黑暗，光照與黑暗交替進(jìn)行。更為優(yōu)選的，培養(yǎng)溫度控制在25°C，光照2500LUX。
[0010]步驟(2)中，加入混合廢水中的小球藻的OD44tlnm=0.8-1.20，更為優(yōu)選的，所述的小球藻為25°C、光照2500 Lux培養(yǎng)至對數(shù)生長后期，其OD44tlnm=L 13。
[0011]與目前頻繁排放的小批量堿性重金屬廢水如實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)液滴定廢水、尾氣回收廢水等的處理方法相比，雖然這些廢水的單次排放量極少，但一方面收集較為困難，無法將大規(guī)模的處理方法應(yīng)用到這種廢水處理當(dāng)中，另一方面，其排放頻率較高，對水體生態(tài)累計的副作用較為明顯，基于此，本發(fā)明的工作原理及優(yōu)點(diǎn)如下:
(I)本發(fā)明所提供的凈化方法中，將OD44tlnm值為0.8-1.2的小球藻接種至含有Fe2+和高pH的廢水中，在小球藻可將廢水中的Fe2+氧化為Fe3+，同時降低廢水的pH，待到達(dá)培養(yǎng)末期時，廢水中的Fe3+和pH均下降至可排放范圍，小球藻回收再利用，而廢水則可作為無毒害作用的常規(guī)廢水進(jìn)行直接排放。
[0012](2)與現(xiàn)有的污水處理方法相比，本方法所提供的凈化方法中，利用小球藻的吸附作用，有效的吸附廢水中的Fe2+，F(xiàn)e2+氧化為Fe3+后含量可減少35%_60%，在廢水添加添加少量培養(yǎng)小球藻，即可有效改善廢水的pH，并將廢水的pH調(diào)整至中性，其廢水pH可降低至
6.7-8.3，小球藻凈化處理后的廢水中沒有引入更多的重金屬，而原有的重金屬含量大大降低，廢水pH也有效控制在可排放范圍內(nèi)，將不利于水體生態(tài)發(fā)展的廢水轉(zhuǎn)化為普通廢水，避免了這種小批量但又頻繁排放廢水所造成的危害，
(3)本發(fā)明中，在廢水處理過程中，蛋白核小球藻F-9 (C.pyrenoidosa)在這類廢水中的生長狀態(tài)良好，同時可高效吸附廢水中的Fe2+，并有效調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)室廢水pH ;待重金屬堿性廢水處理后，收集小球藻將其繼續(xù)培養(yǎng)至適宜條件后，可再次利用，因此，本發(fā)明是一種可循環(huán)的、低成本的、操作方便、無生態(tài)危害的凈化方法，因此，在本申請所提供的凈化工藝條件下，利用小球藻凈化實(shí)驗(yàn)室廢水類單次批量小、排放頻率高的堿性重金屬廢水處理方式靈活、成本低、易操作，具有廣闊的前景。

【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合實(shí)施對本發(fā)明做進(jìn)一步詳述。根據(jù)下述實(shí)施可以更好的了解本發(fā)明，但不限定本發(fā)明。下述實(shí)驗(yàn)的實(shí)施方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0014]將蛋白核小球藻F-9 (C.pyrenoidosa)在培養(yǎng)小球藻的溫度條件為25°C,光照條件為2500LUX，培養(yǎng)至對數(shù)生長后期，小球藻達(dá)到較高的密度，測定0D440nm=l.13。
[0015]實(shí)施例1
本發(fā)明一種利用小球藻凈化實(shí)驗(yàn)室廢水的方法，依次按照以下步驟進(jìn)行:
(I)將Fe2+的廢水和高pH廢水按1:15的體積比混合為IL溶液，測的Fe3+濃度為4.lmg/L，pH=10.5。加入1ml種子液，按7%比例加入對數(shù)期小球藻70ml，初始OD440rm值為0.25，溫度條件為28°C，光照條件為3000Lux，光照周期每天12小時連續(xù)光照再12小時連續(xù)黑暗，培養(yǎng)方式為靜置培養(yǎng)5天。5天后達(dá)到小球藻生長的對數(shù)期。
[0016](2)抽濾收集藻體，藻體清洗后重新進(jìn)行培養(yǎng)，待OD440rn值達(dá)到0.8-1.2可繼續(xù)用于廢水凈化。濾液為處理后的廢水，測定Fe3+含量為2.4mg/L，pH=8.2，OD44tlnm值為0.43，小球藻生長狀態(tài)良好。
[0017]實(shí)施例2
(I)將Fe2+的廢水和高pH廢水按1:22的體積比混合為IL溶液，測的Fe3+濃度為
3.6mg/L, pH=9.7。加入1ml種子液，按7%比例加入對數(shù)期小球藻70ml，初始OD44tlnm值為
0.24，溫度條件為26°C，光照條件為2500LUX，光照周期每天12小時連續(xù)光照再12小時連續(xù)黑暗，培養(yǎng)方式為靜置培養(yǎng)5天。5天后達(dá)到小球藻生長的對數(shù)期。
[0018](2)抽濾收集藻體，藻體清洗后重新進(jìn)行培養(yǎng)，待OD440rn值達(dá)到0.8-1.2可繼續(xù)用于廢水凈化。濾液為處理后的廢水，測定Fe3+含量為2.0mg/L,pH=7.7，OD44tlnm值為0.52，小球藻生長狀態(tài)良好。
[0019]實(shí)施例3
(I)將Fe2+的廢水和高pH廢水按1:8的體積比混合為IL溶液，測的Fe3+濃度為5.2mg/L，pH=8.5。加入1ml種子液，按6%比例加入對數(shù)期小球藻60ml，初始OD44tlnm值為0.21，溫度條件為25°C，光照條件為3000LUX，光照周期每天12小時連續(xù)光照再12小時連續(xù)黑暗，培養(yǎng)方式為靜置培養(yǎng)5天。5天后達(dá)到小球藻生長的對數(shù)期。
[0020](2)抽濾收集藻體，藻體清洗后重新進(jìn)行培養(yǎng)，待OD440rn值達(dá)到0.8-1.2可繼續(xù)用于廢水凈化。濾液為處理后的廢水，測定Fe3+含量為2.4mg/L，pH=7.l，0D44(lnm值為0.46，小球藻生長狀態(tài)良好。
[0021]實(shí)施例4
(I)將Fe2+的廢水和高pH廢水按2:19的體積比混合為IL溶液，測的Fe3+濃度為
4.3mg/L, pH=9.2.。加入1ml種子液，按8%比例加入對數(shù)期小球藻80ml，初始OD440nm值為
0.27，溫度條件為27°C，光照條件為2800Lux，光照周期每天12小時連續(xù)光照再12小時連續(xù)黑暗，培養(yǎng)方式為靜置培養(yǎng)5天。5天后達(dá)到小球藻生長的對數(shù)期。
[0022](2)抽濾收集藻體，藻體清洗后重新進(jìn)行培養(yǎng)，待OD440rn值達(dá)到0.8-1.2可繼續(xù)用于廢水凈化。濾液為處理后的廢水，測定Fe3+含量為2.3mg/L，pH=7.4，OD44tlnm值為0.48，小球藻生長狀態(tài)良好。
[0023]實(shí)施例5
(I)將Fe2+的廢水和高pH廢水按2:13的體積比混合為IL溶液，測的Fe3+濃度為
2.8mg/L，pH=8.1.。加入1ml種子液，按6%比例加入對數(shù)期小球藻60ml，初始OD440rm值為
0.20，溫度條件為25°C，光照條件為2500Lux，光照周期每天12小時連續(xù)光照再12小時連續(xù)黑暗，培養(yǎng)方式為靜置培養(yǎng)5天。5天后達(dá)到小球藻生長的對數(shù)期。
[0024](2)抽濾收集藻體，藻體清洗后重新進(jìn)行培養(yǎng)，待OD440rn值達(dá)到0.8-1.2可繼續(xù)用于廢水凈化。濾液為處理后的廢水，測定Fe3+含量為1.3mg/L，pH=6.7，OD44tlnm值為0.50，小球藻生長狀態(tài)良好。
[0025]將上述各實(shí)施例的處理前后廢水中Fe3+含量和pH進(jìn)行對照，詳見表1所示。
[0026]表1凈化前后廢水品質(zhì)對照表

【權(quán)利要求】
1.一種利用小球藻凈化堿性重金屬廢水的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)堿性重金屬廢水預(yù)處理:收集Fe2+含量為10-80mg/L以及pH為10-13的廢水，將其按照1-2:5-25的體積比進(jìn)行混合； (2)廢水處理:向步驟(1)的混合廢水中加入種子液后，種子液與混合廢水的體積比為1:1000，再加入小球藻，小球藻的添加量為混合廢水體積的5-10%，控制培養(yǎng)溫度為10-350C，光照1500-4500Lux，連續(xù)光照與連續(xù)黑暗交替進(jìn)行培養(yǎng)至小球藻生長的對數(shù)期； (3)后處理:抽濾收集藻體，將藻體清洗后再培養(yǎng)至OD44tol=0.8-1.20留待再次利用，濾液則直接排放。
2.如權(quán)利要求1所述的一種利用小球藻凈化堿性重金屬廢水的方法，其特征在于:步驟(2)中，所述的種子液為0.5g(NH4)2S04、0.01g KH2P04、0.0005g MnS04、0.02g EDTA_Na2加水定容至1L。
3.如權(quán)利要求1所述的一種利用小球藻凈化堿性重金屬廢水的方法，其特征在于:步驟(2)中，所述的小球藻的添加量為混合廢水體積的6-8%，培養(yǎng)溫度控制在20-30°C，光照2000-4000 Lux，光照周期為12小時連續(xù)光照再12小時連續(xù)黑暗，光照與黑暗交替進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求3所述的一種利用小球藻凈化堿性重金屬廢水的方法，其特征在于:所述的培養(yǎng)溫度控制在25°C，光照2500Lux。
5.如權(quán)利要求1所述的一種利用小球藻凈化堿性重金屬廢水的方法，其特征在于:步驟(2)中，加入混合廢水中的 小球藻的OD44tlnm=0.8-1.20。
6.如權(quán)利要求5所述的一種利用小球藻凈化堿性重金屬廢水的方法，其特征在于:所述的小球藻為25°C、光照2500 Lux培養(yǎng)至對數(shù)生長后期，其OD44tlnm=L 13。
【文檔編號】C02F101/20GK104129860SQ201410375106
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】杜宇, 吳元飛 申請人:浙江優(yōu)創(chuàng)材料科技股份有限公司