壳聚糖与枯草芽孢杆菌的协同作用去除水中重金属的方法技术

壳聚糖与枯草芽孢杆菌的协同作用去除水中重金属的方法，包括以下步骤：（1）、铅镉汞重金属混合吸附溶液和铅离子、镉离子、汞离子三种离子吸附溶液的配制；（2）、以壳聚糖，枯草芽孢杆菌，壳聚糖与枯草芽孢杆菌的混合物为重金属吸附剂，吸附步骤（1）中的吸附溶液，比较三种吸附剂的吸附效果。本发明专利技术研究壳聚糖与枯草芽孢杆菌的协同作用对铅镉汞重金属的吸附效果，壳聚糖与枯草芽孢杆菌协同作用时，壳聚糖结合在枯草芽孢杆菌的表面形成了厚厚的疏松层，金属离子可以自由进入并发生螯合；细菌的表面积比较大，使壳聚糖能够较为分散的伸展，更多的结合位点会暴露出来，大大提高壳聚糖和枯草芽孢杆菌的协同作用对重金属离子的吸附能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种利用壳聚糖与枯草芽孢杆菌的协同作用去除水中重金属的研究方法。
技术介绍
在环境与人类健康领域，重金属主要指汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、砷(As)、铜(Cu)、锌(Zn)、钴(Co)、镍(Ni)等重金属。它们以不同的形态存在于环境之中，并在环境中迁移、积累。重金属主要应用于采矿、冶金、化工等行业，矿山坑内排水、选矿厂尾矿排水、冶炼厂除尘排水、电镀厂洗涤水、电解、农药及颜料等工业生产中的废水中都含有大量的重金属，未经处理或处理不达标的含有重金属的废水被直接排入河流中，严重污染了水资源。另外，重金属具有毒性强、不可降解等特点，这些重金属在水体中通过食物链影响动植物的生长，最终进入人体，严重影响人们的身体健康。重金属在废水中主要以离子的形式存在，如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cr6+等。处理含有重金属的废水的方法有很多，传统的处理方法主要有化学沉淀法、金属还原法、吸附法、离子交换法、电解法和微生物法等。化学沉淀法易于快速去除水体中大量的金属离子， 但出水浓度往往达不到排放要求，所产生的沉淀物若处理不当， 会造成二次污染。 电解法适合用于处理高浓度的无机重金属废水，但不能将水中的汞离子浓度降得很低， 而且耗电量大， 投资成本高。离子交换法虽能从低浓度溶液中去除重金属离子， 但该法受废水中杂质的影响以及交换剂品种、 产量和成本等的限制较大。金属还原法适用于处理成分单一的废水， 其反应速率较高， 可直接回收重金属单质，但此法反应不完全， 需和其他方法结合使用。吸附法作为一种公认的、有效而又经济的污水净化和分离分析方法，近年来受到人们的广泛关注。运用吸附法处理含有重金属的废水，可以达到富集、回收、去除重金属的目的。吸附法又包括化学吸附、生物吸附和物理吸附，单一的化学吸附、物理吸附或微生物吸附对低浓度的重金属处理效果普遍较差，达不到废水排放标准，处理效果较好的吸附剂价格昂贵，资金投入多；吸附剂能够吸附的重金属离子种类单一，又间接地增加了投资成本。目前，现有技术中关于将化学吸附、物理吸附、微生物吸附中的两种或三种吸附方法综合使用的研究方法报道较少。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术的缺陷，提供了一种同时结合化学吸附剂壳聚糖和微生物吸附剂枯草芽孢杆菌的协同吸附、能够同时处理含有多种低浓度重金属的废水且吸附效果好的方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：壳聚糖与枯草芽孢杆菌的协同作用去除水中重金属的方法，包括以下步骤：壳聚糖与枯草芽孢杆菌的协同作用去除水中重金属的方法，包括以下步骤：（1）、铅镉汞重金属混合吸附溶液和铅离子、镉离子、汞离子三种离子吸附溶液的配制；（2）、分别以壳聚糖，枯草芽孢杆菌，壳聚糖与枯草芽孢杆菌的混合物为重金属吸附剂；用壳聚糖吸附剂分别吸附步骤（1）中配制的吸附溶液，分析壳聚糖对铅镉汞重金属的吸附效果；用枯草芽孢杆菌吸附剂分别吸附步骤（1）中配制的吸附溶液，分析枯草芽孢杆菌对铅镉汞重金属的吸附效果；用壳聚糖和枯草芽孢杆菌的混合物为吸附剂分别吸附步骤（1）中配制的吸附溶液，分析壳聚糖与枯草芽孢杆菌的协同作用对铅镉汞重金属的吸附效果，比较三种吸附剂的吸附效果。上述步骤（1）包括以下内容：A、铅镉汞混合母液的配制：准确称取1.60g硝酸铅后装入烧杯中，然后加入5mL硝酸和50mL二次蒸馏水溶解，待硝酸铅完全溶解后，将溶解后的硝酸铅溶液移至1000mL的第一容量瓶内，然后准确称取1.63g氯化镉后装入烧杯内，加入5mL盐酸和50mL二次蒸馏水溶解，待氯化镉完全溶解后，移至所述的第一容量瓶内，接着准确称取1.35g氯化汞后装入烧杯内，加入5mL盐酸和50mL二次蒸馏水溶解，待氯化汞完全溶解后，移至第一容量瓶内，最后用二次蒸馏水稀释至刻度线定容，得到铅镉汞混合母液，铅镉汞混合母液中铅离子、镉离子和汞离子的浓度均为1mg/mL；B、铅镉汞混合吸附溶液的配制：用移液管准确量取10mL步骤（A）中的铅镉汞混合母液于容积为1000mL的第二容量瓶内，然后用二次蒸馏水稀释至刻度线定容，得到铅离子、镉离子和汞离子的浓度均为10ug/mL的第一混合吸附溶液；用相同的方法依次配制铅离子、镉离子和汞离子的浓度均为15ug/mL的第二混合吸附溶液，铅离子、镉离子和汞离子的浓度均为20ug/mL的第三混合吸附溶液；C、铅离子吸附母液的配制：准确称取1.60g硝酸铅后装入烧杯中，然后加入5mL硝酸和50mL二次蒸馏水溶解，待硝酸铅完全溶解后，将溶解后的硝酸铅溶液移至容积为1000mL的第三容量瓶内，用二次蒸馏水稀释至刻度线定容，得到铅离子浓度为1mg/mL的铅离子吸附母液；D、镉离子吸附母液的配制：准确称取1.63g氯化镉后装入烧杯内，加入5mL盐酸和50mL二次蒸馏水溶解，待氯化镉完全溶解后，移至容积为1000mL的第四容量瓶内，用二次蒸馏水稀释至刻度线定容，得到镉离子浓度为1 mg/mL的镉离子吸附母液；E、汞离子吸附母液的配制：准确称取1.35g氯化汞后装入烧杯内，加入5mL盐酸和50mL二次蒸馏水溶解，待氯化汞完全溶解后，移至容积为1000mL的第五容量瓶内，用二次蒸馏水稀释至刻度线定容，得到汞离子浓度为1mg/mL的汞离子吸附母液；F、铅离子吸附溶液的配制：用移液管准确量取20mL步骤C中的铅离子吸附母液于容积为1000mL的第六容量瓶内，用二次蒸馏水稀释至刻度线定容，得到铅离子浓度为20ug/mL的铅离子吸附溶液；另外再配制镉离子吸附溶液和汞离子吸附溶液，镉离子吸附溶液和汞离子吸附溶液的配制方法与所述铅离子吸附溶液的配制方法相同，最后配制得到的镉离子吸附溶液中的镉离子浓度和汞离子吸附溶液中的汞离子浓度均为20ug/mL。上述步骤（2）包括以下步骤：①、壳聚糖吸附剂的用量为每升吸附溶液中加入2g壳聚糖，即2g/L，枯草芽孢杆菌吸附剂的用量为每毫升吸附溶液中加入60,000株枯草芽孢杆菌，即60,000株/mL，壳聚糖与枯草芽孢杆菌协同作用时的用量为上述壳聚糖吸附剂用量和上述枯草芽孢杆菌吸附剂用量的总和；②、先对第一混合吸附溶液进行吸附实验，具体实验过程为：分别用量筒量取九份体积为100mL的第一混合吸附溶液于锥形瓶中，用盐酸溶液和/或氢氧化钠溶液调节每个锥形瓶内的第一混合吸附溶液的PH值为7.0，对每个锥形瓶分别进行标号，然后用电感耦合等离子体-原子发射（ICP-AES）光谱仪分别测定每个锥形瓶内第一混合吸附溶液中铅离子、镉离子、汞离子的浓度，此时测定的浓度为铅离子、镉离子、汞离子吸附前的浓度C1；每种吸附剂做三组平行实验，向其中三个锥形瓶中分别加入0.2g壳聚糖，另外三个锥形瓶中分别加入6,000,000株枯草芽孢杆菌，剩余三个锥形瓶中的每个锥形瓶分别加入0.2g壳聚糖和6,000,000株枯草芽孢杆菌，用保鲜膜分别密封每个锥形瓶的瓶口，然后将锥形瓶置于恒温振荡器中振荡，振速为120r/min，振荡温度为25℃；振荡达到预定时间后停止振荡，将每个锥形瓶内的混合物转移至高速离心管内，高速离心后，得到上清液和下层吸附剂，上清液为吸附剂吸附后的第一混合吸附溶液，用电感耦合等离子体-原子发射（ICP-AES）光谱仪分别测本文档来自技高网...

【技术保护点】
壳聚糖与枯草芽孢杆菌的协同作用去除水中重金属的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）、铅镉汞重金属混合吸附溶液和铅离子、镉离子、汞离子三种离子吸附溶液的配制；（2）、分别以壳聚糖，枯草芽孢杆菌，壳聚糖与枯草芽孢杆菌的混合物为重金属吸附剂；用壳聚糖吸附剂分别吸附步骤（1）中配制的吸附溶液，分析壳聚糖对铅镉汞重金属的吸附效果；用枯草芽孢杆菌吸附剂分别吸附步骤（1）中配制的吸附溶液，分析枯草芽孢杆菌对铅镉汞重金属的吸附效果；用壳聚糖和枯草芽孢杆菌的混合物为吸附剂分别吸附步骤（1）中配制的吸附溶液，分析壳聚糖与枯草芽孢杆菌的协同作用对铅镉汞重金属的吸附效果，比较三种吸附剂的吸附效果。

【技术特征摘要】
1.壳聚糖与枯草芽孢杆菌的协同作用去除水中重金属的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）、铅镉汞重金属混合吸附溶液和铅离子、镉离子、汞离子三种离子吸附溶液的配制；（2）、分别以壳聚糖，枯草芽孢杆菌，壳聚糖与枯草芽孢杆菌的混合物为重金属吸附剂；用壳聚糖吸附剂分别吸附步骤（1）中配制的吸附溶液，分析壳聚糖对铅镉汞重金属的吸附效果；用枯草芽孢杆菌吸附剂分别吸附步骤（1）中配制的吸附溶液，分析枯草芽孢杆菌对铅镉汞重金属的吸附效果；用壳聚糖和枯草芽孢杆菌的混合物为吸附剂分别吸附步骤（1）中配制的吸附溶液，分析壳聚糖与枯草芽孢杆菌的协同作用对铅镉汞重金属的吸附效果，比较三种吸附剂的吸附效果。2.根据权利要求1所述的壳聚糖与枯草芽孢杆菌的协同作用去除水中重金属的方法，其特征在于：上述步骤（1）包括以下内容：A、铅镉汞混合母液的配制：准确称取1.60g硝酸铅后装入烧杯中，然后加入5mL硝酸和50mL二次蒸馏水溶解，待硝酸铅完全溶解后，将溶解后的硝酸铅溶液移至1000mL的第一容量瓶内，然后准确称取1.63g氯化镉后装入烧杯内，加入5mL盐酸和50mL二次蒸馏水溶解，待氯化镉完全溶解后，移至所述的第一容量瓶内，接着准确称取1.35g氯化汞后装入烧杯内，加入5mL盐酸和50mL二次蒸馏水溶解，待氯化汞完全溶解后，移至第一容量瓶内，最后用二次蒸馏水稀释至刻度线定容，得到铅镉汞混合母液，铅镉汞混合母液中铅离子、镉离子和汞离子的浓度均为1mg/mL；B、铅镉汞混合吸附溶液的配制：用移液管准确量取10mL步骤（A）中的铅镉汞混合母液于容积为1000mL的第二容量瓶内，然后用二次蒸馏水稀释至刻度线定容，得到铅离子、镉离子和汞离子的浓度均为10ug/mL的第一混合吸附溶液；用相同的方法依次配制铅离子、镉离子和汞离子的浓度均为15ug/mL的第二混合吸附溶液，铅离子、镉离子和汞离子的浓度均为20ug/mL的第三混合吸附溶液；C、铅离子吸附母液的配制：准确称取1.60g硝酸铅后装入烧杯中，然后加入5mL硝酸和50mL二次蒸馏水溶解，待硝酸铅完全溶解后，将溶解后的硝酸铅溶液移至容积为1000mL的第三容量瓶内，用二次蒸馏水稀释至刻度线定容，得到铅离子浓度为1mg/mL的铅离子吸附母液；D、镉离子吸附母液的配制：准确称取1.63g氯化镉后装入烧杯内，加入5mL盐酸和50mL二次蒸馏水溶解，待氯化镉完全溶解后，移至容积为1000mL的第四容量瓶内，用二次蒸馏水稀释至刻度线定容，得到镉离子浓度为1 mg/mL的镉离子吸附母液；E、汞离子吸附母液的配制：准确称取1.35g氯化汞后装入烧杯内，加入5mL盐酸和50mL二次蒸馏水溶解，待氯化汞完全溶解后，移至容积为1000mL的第五容量瓶内，用二次蒸馏水稀释至刻度线定容，得到汞离子浓度为1mg/mL的汞离子吸附母液；F、铅离子吸附溶液的配制：用移液管准确量取20mL步骤C中的铅离子吸附母液于容积为1000mL的第六容量瓶内，用二次蒸馏水稀释至刻度线定容，...

【专利技术属性】
技术研发人员：石岩，孙垦，张堯，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南;41