[发明专利]一种复合型微藻生物吸附剂微球及其吸附废水中铬的方法

说明书

本发明涉及废水处理技术领域，公开了一种复合型微藻生物吸附剂微球及其吸附废水中铬的方法。本发明的复合型微藻生物吸附剂微球包括微藻细胞、磁性Fe₃O₄纳米粒子、玉米芯活性炭和海藻酸钠。微藻细胞与磁性Fe₃O₄纳米粒子的聚合物，经过玉米芯活性炭吸附，然后再与海藻酸钠进行混合包埋固定制备复合型微藻生物吸附剂微球。该复合型微藻生物吸附剂微球具有吸附容量大、吸附速率快、操作简单方便等优点，且内含磁性Fe₃O₄纳米粒子，处理完废水后能方便实现吸附剂的快速回收。将该复合型微藻生物吸附剂微球用于废水中重金属离子铬的吸附去除，取得了良好的去除效果。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种复合型微藻生物吸附剂微球及其吸附废水中铬的方法。

背景技术

重金属铬(Cr)污染主要来源于劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀铬部分、工业颜料以及鞣革、橡胶和陶瓷原料等，这些污染源通过工业和生活污水排放进入水环境中，对人类健康和生态环境造成极大的威胁。

常见的重金属铬(Cr)处理方法有化学沉淀法、离子交换法、吸附法等方法。吸附法用于废水中重金属污染物的去除具有操作过程灵活方便、能实现深度处理、通过解吸能回收废水中的重金属离子等优点，已被广泛应用于各类重金属废水的处理中。

微藻的生长速率快，培养成本低，且能有效吸附和富集水中的一些金属离子，是一种高效的活体生物吸附剂。在传统的微藻吸附废水中污染物的处理中，微藻通常处于悬浮生长的状态，容易从反应器中流失，并且处理完成后微藻与废水的分离带来较大的操作成本，而且悬浮生长的微藻对毒性物质的抵抗力较弱，在废水中重金属等污染物的作用下，其活性往往难以维持，导致整体的处理效率较低。

中国专利申请公开号为CN105561922A的专利，公开了一种藻类生物吸附剂的制备方法。通过对藻类先进行物理加工干燥、粉碎，再经过化学处理，去除海藻上吸附的杂质，通过在高温、强酸的条件下使海藻失去活性，再和改性后活性污泥混合，通过炭化包覆在颗粒表面得到可以处理重金属废水的生物吸附剂。该吸附剂吸附后与废水的分离困难，且死亡藻无法将重金属代谢掉，想要回收利用需进行复杂的脱附处理。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复合型微藻生物吸附剂微球及其吸附废水中铬的方法。该复合型微藻生物吸附剂微球具有吸附容量大、吸附速率快、操作简单方便等优点，且内含磁性Fe₃O₄纳米粒子，处理完废水后能方便实现吸附剂的快速回收。将该复合型微藻生物吸附剂微球用于废水中重金属离子铬的吸附去除，取得了良好的去除效果。

本发明的具体技术方案为：一种复合型微藻生物吸附剂微球，包括微藻细胞、磁性Fe₃O₄纳米粒子、玉米芯活性炭和海藻酸钠。

本发明将微藻细胞与磁性Fe₃O₄纳米粒子进行吸附连接，得到微藻细胞与磁性Fe₃O₄纳米粒子的聚合物，然后用玉米芯活性炭进行负载，最后与海藻酸钠进行混合包埋固定制备复合型微藻生物吸附剂微球。微藻细胞与磁性Fe₃O₄纳米粒子形成聚合物，使得微藻在吸附废水中的铬后能够快速的从废水中分离出来。将微藻与磁性Fe₃O₄纳米粒子的聚合物用玉米芯活性炭负载后再与海藻酸钠混合包埋制成微球，由于玉米芯活性炭和海藻酸钠都能一定程度的吸附铬离子，使得复合型微藻生物吸附剂微球适用的铬离子的浓度范围增大，同时，微藻能够吸收玉米芯活性炭和海藻酸钠上的铬离子，使复合型微藻生物吸附剂微球中的铬离子达到动态平衡。本发明的复合型微藻生物吸附剂微球的环境适应性强，对重金属的吸附量大，解决了微藻对毒性物质的抵抗力较弱，在废水中重金属等污染物的作用下，活性难以维持，整体处理效率较低的难题。