[发明专利]一种利用产絮菌发酵液去除水中重金属离子的方法

说明书

技术领域

本发明属于水质净化及环境保护技术领域，特别涉及一种利用产絮菌发酵液去除水中重金属离子的方法。 

背景技术

重金属废水是一种对生态环境危害极大的工业废水，主要来源于采矿、选矿、冶炼、电镀、化工、制革和造纸工业，这些工业产生的含汞、铬、镉、镍、铜、铅等重金属废水具有较大的毒性。含重金属的废水排放到水体中，在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类经体表吸附与体内吸收，产生食物链浓缩，对人类健康和生态环境的危害越来越严重，因此有效地从工业废水中去除重金属已经成为环保领域十分迫切的任务。 

目前应用于重金属离子污染水体的方法有化学处理、离子交换、吸附法、膜分离等等，但都存在一定的弊端。化学处理通过沉淀、氧化还原、絮凝作用等有效去除重金属，但投入化学药剂成本及运行成本较高，且造成二次污染；离子交换法操作繁琐，运行费用较高；吸附和膜分离法同样存在运行成本高等问题。因此需要探索一种高效且价格低廉的处理方法。 

近几年来，微生物对金属的结合能力即利用微生物从水溶液中富集、脱除重金属离子的方法——生物吸附法，引起了研究人员的注意。该方法不仅可在有效脱除有毒金属的同时不引入其它有害物质，而且它在mg/L级的废水处理中具有独特优势，进而弥补了现有工艺的不足。生物处理是一种新兴的重金属污染处理技术，通过生物吸附剂的络合、螯合、离子交换、吸附、絮凝等生化作用将重金属离子吸附于生物细胞之中，以达到消除重金属污染的目的，因且其具有成本低、选择性强、处理效率高、无二次污染等优点，在重金属污染处理方面有着广泛研究和应用前景。 

生物吸附的研究国内外多处于实验室研究阶段，采用人工模拟废水，探索各种微生物对不同重金属的吸附特性和规律，研究的主要注意力集中在细胞壁对金属离子的吸附过程上，并揭示了细胞内部对金属离子也有吸附作用。一般来说，金属的生物吸附是以许多金属结合机理为基础的。这些机理可以是单独起作用的，也可以与其他机理结合在一起起作用，这取决于过程的条件和环境。 

目前国内外报道的文献及所公开的专利中，利用微生物去除水中重金属离子的生物吸附法应用较多，涉及的微生物主要有细菌、酵母菌、藻类和霉菌等对重金属的吸附，但是对细菌及其代谢产物——胞外多糖去除废水中的重金属研究比较少。利用微生物絮凝剂(Microbial flocculant MBF)对废水中的重金属进行处理，是近年来研究的热点。Friedman和Dugan于1968年报道了Zoogleoa115产生的絮凝剂对Co²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺和Ni²⁺有去除作用。其后各国研究者陆 续报道了各种微生物所产生的生物大分子对金属离子的处理作用，其研究结果均存在絮凝剂投加量较大，处理效率不理想等现象。如王竞等(2001年)利用胞外高聚物产生菌(Paenibacillus sp.)GX₄-1的发酵液制成的絮凝剂WJ-I对水中Cr(VI)进行絮凝吸附去除研究，当pH＝1.5，絮凝剂投放量为40-50mg的条件下，对Cr(VI)浓度为200mg/L，此时去除率为51％。郭帅(2008年)利用絮凝剂产生菌动胶菌属(Zoogloea sp.)B2对重金属pb²⁺的处理研究表明：在最佳pH值6.0条件下，投加量为30mL时，最大去除效率为68.72％。姚敏杰等(2009年)研究胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)产生的微生物絮凝剂(MBF)对高浓度重金属离子模拟废水的絮凝作用。将10mL MBF分别加入到100mL含Fe³⁺、Al³⁺、pb²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的模拟废水中，去处理率均小于80％。宋京津(2011年)等利用微生物絮凝剂产生菌II3产生的絮凝剂MBF II3对含重金属Cd²⁺溶液去除的最佳pH值为7.0，投加量为20mL，处理20min时，可达到最大去除效率为68.2％。 

发明内容

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种简单、绿色、高效且廉价的去除水中重金属离子的方法，不仅可在常温条件下去除大部分重金属离子，去除效率高，均大于90％，而且培育操作过程简单，用量低，投加量仅为0.1％(v/v)，价格低廉，较易推广应用。 

一种利用产絮菌发酵液去除水中重金属离子的方法，按照以下步骤进行：