[发明专利]利用趋光细菌处理污水中重金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含重金属离子污水的处理方法，尤其涉及一种利用趋光细菌吸附固着重金属的方法，属于水质净化及环境保护领域。

背景技术

随着我国工农业的迅速发展，含重金属离子废水的排放量呈逐年增加趋势，一方面各类废水中重金属含量在不断增高，同时重金属种类也变得日趋复杂。另一方面考虑到重金属对人体和环境造成的危害的长期性和严重性，国家对含重金属废水的无害化处理标准也越来越严格。因此，如何经济、高效地去除废水中重金属离子已成为当前十分迫切的任务。

传统的重金属处理方法由于其处理效率较低，且费用高，处理问题单一，又容易引起二次污染等缺点正逐渐被新的处理工艺所淘汰。

针对包含复杂重金属离子的废水，多种净化技术相结合的综合处理方法正日益受到重视。传统的净化手段包括活性炭吸附、有机物络合等，最近有人提出一种利用氧化石墨烯去除水中重金属离子的方法，其虽然可实现对某些重金属离子的吸附净化，但存在能吸附的重金属离子种类、数量有限，处理后石墨烯回收不便的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用趋光细菌吸附固着污水中重金属离子的方法，其可实现对含数种不同重金属离子的污水的吸附净化，且工艺高效、快捷、简单、无污染，从而克服了现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种利用趋光细菌吸附固着污水中重金属离子的方法，步骤包括：

首先，取趋光细菌的富集液，加入去离子水后充分搅拌，实现均匀混合，形成趋光细菌的水溶液；

所述趋光细菌的富集液的配制方法为：取淤泥表层经生理盐水洗涤，重力沉降后去上清液，留沉淀加入富集培养基，室温静止培养30天，期间每隔三天换一次培养液；培养基配方为：NaNO₃250mg/L，CH₃COONa200mg/L，HOOCCH₂CH₂COONa1000mg/L，ZnSO₄50mg/L，MnSO₄50mg/L，MgSO₄·7H₂O50mg/L，Vit.B1250mg/L，蔗糖100mg/L；经收集装置富集后的趋光细菌的纯度达到90％以上。

然后，将该趋光细菌的水溶液加入含重金属离子的污水中，经充分、均匀混合形成混合液，静置72小时以上达到吸附平衡后，再通过光照分离已吸附重金属离子的趋光细菌，实现对污水的净化。光照的条件为：对反应容器的底部以强光照射，照射时间24小时以上，利用鞭毛的趋光性运动使趋光细菌聚集在反应容器底部。

接下来，滤除上层清液，经检测合格后排走；取底层浊液，在60-80℃下蒸发水分至含水率＜5％。

在本发明的技术方案中，所述重金属离子选自Al³⁺、Au³⁺、Fe³⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Cr²⁺和Pb²⁺中的任意一种或几种，所述重金属离子的浓度为100mg/L-1500mg/L。

在本发明的技术方案中，优选所述趋光细菌为耶那硫螺菌(Thiospirillumjenese)或中心红螺菌(Rhodospirllumcentenum)，光照所用光为可见光或红外线。

在本发明的技术方案中，优选所述趋光细菌的水溶液的浓度为1g/L-5g/L。

在本发明的技术方案中，优选在趋光细菌的水溶液中还可以加入石墨烯溶液，形成石墨烯-趋光细菌复合材料；所述石墨烯溶液中石墨烯的重量百分比为1％-3％(1-3mg/mL)。

在本发明的技术方案中，优选将石墨烯-趋光细菌复合材料的水溶液加入到含重金属离子的污水中吸附重金属离子。

在本发明的技术方案中，优选所述石墨烯为氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、改性氧化石墨烯和改性还原氧化石墨烯的任意一种或几种；所述改性石墨烯表面活性基团包括羧基、环氧基、羟基、巯基、氨基的任意一种或几种。

本发明提出的利用趋光细菌吸附固着污水中重金属离子的方法是一种适合于处理复杂重金属离子废水的新型方法。