[发明专利]利用高磷培养改性微藻去除水中铅的方法

说明书

本发明涉及一种利用高磷培养改性微藻去除水中铅的方法，该方法首先利用含磷废水对微藻进行培养，从而得到改性后的微藻及除磷后的达标废水，接着将改性后的微藻加入到含铅废水中进行吸附处理，吸附平衡后固液分离得到达标的脱铅废水。该方法以微藻为吸附剂，在较低能耗下以较为简单的工艺，完成了对不同污水中磷和铅离子的有效去除，并且去除效率高、选择性强，具有较好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及微生物及水处理技术领域，具体涉及一种利用高磷污水培养改性微藻，并利用其脱除废水中铅离子的方法。

背景技术

铅是水中常见的污染物之一。水体中的铅污染主要是人类的生产和生活造成的，包括来自食品(如松花蛋、爆米花、铅质焊锡罐头食品等)、化妆品、汽车、陶瓷等工业制造过程中排放的废水，以及医疗药品的不当丢弃。大气中的铅大部分可以通过湿沉降或干沉降进入地面或水体中，而土壤中的铅能够被降水冲淋流入地面水或者渗入地下水中。淡水中铅含量0.06-120μg/L，中值为 3μg/L，海水含铅的中值为0.03μg/L(何晓波.温度对液氯消毒自来水中铅、锌、镉含量的影响及其机理研究)。湘江长沙段上、中、下游水中Pb含量分别为 0.3584、0.4515、0.5097mg/L(彭湘莲,刘宗敏,刘云.湘江长沙段水中铅、镉、铬含量对淡水鱼的影响)。

铅对生物体有较大的危害。水中铅的含量即使处于微量浓度下，也会对人类的神经、心血管和生殖系统造成伤害。过量的铅(铬类似)易溶出到食物中，长期食用此类食物就会造成铅在血液中沉积，导致大脑中枢神经以及肾脏等器官的损伤。

目前水中铅的脱除方法主要包括絮凝、沉淀、还原、胶结、蒸发、反渗透、超滤和离子交换等，然而这些传统工艺方法普遍存在操作成本较高、易产生有毒污泥、痕量稀释溶液中铅的去除效率差等问题，且往往只能处理铅含量为 1-100mg/L的废水，这些问题和不足极大地限制了其大规模推广应用。

生物吸附被认为是一种较好的、同时具有成本效益和环境友好两方面优势的重金属水污染治理替代技术。该技术几乎可以完全去除水中的各类金属离子，在低浓度下效果也很好，更重要的是不存在二次污染等问题。到目前为止，科研工作者已经开发了许多用于从水中去除重金属的生物材料，如陆燕勤等人公开了一种用于处理铅锌废水的微生物絮凝剂(CN108658245A)，胡奕清公开了一种快速治理铅锌污染水体的微生物及对应的治理方法(CN106222113A)，解复红等人公开了一种利用微生物菌体处理含铅废水的方法(CN104386832A)，陈晓等人公开了利用啤酒厂厌氧反应器内的颗粒污泥对废水进行除磷脱氮及铅离子吸附的应用研究(陈晓.厌氧颗粒污泥在废水除磷脱氮及铅离子吸附的应用研究[D].广西大学,2009.)。但是这些方法使用成本较高，处理流程复杂，往往需要利用特定培养基对菌株进行纯化、培养，然后接种到含铅废水中。此外，这些方法往往只能处理一种废水(即含铅废水)，对于含磷废水则无计可施。

本发明人团队经过长期大量调研和实验发现，藻类生物具有许多优点使其能够作为生物吸附剂用于重金属污水的处理，并取得了较好的效果。一方面，藻类生物分布广泛，种类较多，原材料很容易获得；另一方面，藻类生物表面通常存在丰富的极性官能团，使其具有较高的去除效率和吸附能力，并且吸附后产生的污泥最小化。考虑到水中高磷污染容易造成地表水华以及废水中的磷酸盐可以沉淀铅(需要较高浓度且不能完全去除铅)，发明人团队进一步尝试以微藻为中介利用高磷酸盐废水对其进行改性培养，通过改变其表面性质和官能团进一步提高了对水中Pb(II)的去除能力，同时又实现了含磷废水的高效处理，一举多得。

发明内容

本发明的目的在于解决现有含铅废水生物吸附处理技术存在的上述问题，开发了一种利用藻类同时处理含磷废水和含铅污水的方法。该方法不仅提供了一种新的生物除铅材料，而且实现了两种不同类型的废水高效、快速处理，具有方法简单、去除效率高、安全环保等优点。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：