基于微藻-纳米零价铁协同作用去除水体中壬基酚的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于微藻

【技术实现步骤摘要】
基于微藻
‑
纳米零价铁协同作用去除水体中壬基酚的方法


[0001]本申请涉及废水处理领域，具体为一种基于微藻
‑
纳米零价铁协同作用去除水体中壬基酚的方法。

技术介绍

[0002]壬基酚(NP)是一种环境激素，属于难降解有机物，它是壬基酚聚氧乙烯醚在环境中的主要降解中间产物，毒性远高于壬基酚聚氧乙烯醚，主要被用于生产非离子表面活性剂、塑料产品，也可以用于纺织业生产、防老抗氧剂制造等。NP在使用后大多都被排放到水体中，对水环境产生了不可忽视的影响与危害。近些年的国内外文献表明水体中NP浓度呈现升高的趋势，NP水污染越发严重。研究证明，NP不易被生物降解，可通过食物链富集在水生生物体内，最终进入人体，使人类受到危害。它具有强雌激素效应，一旦被人体摄入，就能和人体内正常分泌的激素竞争受体细胞，严重影响生殖系统，危害身体健康。
[0003]由于NP较难降解，因此如何有效去除NP越来越受到各国政府和学术界的关注，目前主要存在三类方法：物理去除法，如吸附法、膜过滤技术、活性氧技术等；化学去除法，如光催化氧化法、化学/电化学高级氧化法等；生物去除法，如利用细菌、真菌、微藻等进行吸附吸收降解。但常规的物理、化学法存在可操作性差、易造成二次污染等缺点，生物法相对来说可持续性强、安全且高效。
[0004]微藻是水生态系统中的初级生产者，大量存在于水环境中，具有适应性强、营养丰富、生长迅速、易培养、生物产量高等特点。微藻具有去除有机污染物的巨大潜力，可以通过吸附、吸收降解等形式去除大量的有机物，如酚类、有机氯、偶氮染料等。由于其比表面积大，与有机污染物的接触面积相应增大，藻细胞具有较强的富集能力，无论是已死亡的藻细胞还是具有活性的藻细胞，都可利用细胞外存在的一些官能团及胞外聚合物吸附有机物。此外，具有活性的藻细胞还可吸收水体中有机物质，供自身生长。
[0005]随着纳米技术的发展，纳米材料已在污水处理、生物医药、建筑业、农业等方面得到广泛应用。纳米零价铁(nZVI)作为一种典型的纳米材料，由于其兼具还原性强、比表面积大、吸附性能良好等优点，近些年来已被用于去除环境中的多种有机和无机污染物，尤其是废水中的重金属、染料、硝酸盐、有机物等。nZVI对污染物有较高的去除效率，且对有机污染物的降解更为彻底，并能减少二次污染的产生，是一种新型的环境友好型吸附材料。
[0006]现已有分别利用nZVI、微藻去除水体污染物的装置，但仍存在着成本高、效率较低等问题。

技术实现思路

[0007]本申请实施例的目的是提供一种基于微藻
‑
纳米零价铁协同作用去除水体中壬基酚的方法，以解决上述技术问题。
[0008]根据本申请实施例，提供一种基于微藻
‑
纳米零价铁协同作用去除水体中壬基酚的方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0009](1)将受污染水体进行预处理后加入到可透光的容器中；
[0010](2)向所述容器中加入胶网藻和纳米零价铁，进行培养；
[0011](3)间隔第一预定时间，对所述容器内的溶液进行机械搅拌，以增大纳米零价铁、胶网藻与受污染水体的接触面积；
[0012](4)机械搅拌后的第二预定时间，待受污染水体的去除率达到一定程度后，对所述容器内的溶液进行电磁搅拌，以实现纳米零价铁与藻细胞的分离；
[0013](5)过滤回收可二次利用的纳米零价铁与胶网藻，得到去除壬基酚的水体。
[0014]优选地，所述容器为10
‑
50cm3可透光的容器。
[0015]优选地，所述胶网藻的藻细胞的初始浓度达到(1～3)
×
106个细胞/mL，所述纳米零价铁浓度为10mg/L。
[0016]优选地，所述培养的条件为：
[0017]在光照150～180μmol m
‑2s
‑1，平均温度为20～25℃，相对湿度36.7～85.2％的条件下进行培养。
[0018]优选地，所述第一预定时间为6小时。
[0019]优选地，所述第二预定时间为5天。
[0020]优选地，所述过滤采用超滤膜。
[0021]优选地，所述容器上具有进水口、胶网藻和纳米零价铁的添加口、出水口，所述容器内伸入电磁搅拌器，所述出水口处设置超滤膜，所述容器的底部可开启。
[0022]优选地，接种的胶网藻为从废水中取得的藻类。
[0023]优选地，所述纳米零价铁的平均尺寸为50nm。
[0024]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0025]本申请能高效去除水体中的NP，有针对性地解决NP等有机污染物的难降解问题，有利于保护环境和生物体的安全；将藻类与nZVI混合培养，简化了净水流程，同时减少了场地使用面积，方便管理，适应现代水体处理的规模化应用；基于胶网藻和nZVI对NP的去除效果，将藻和nZVI在同一体系中进行培养。藻
‑
nZVI体系比单一的藻处理效果好，比单一的nZVI处理成本低，且能通过分离回收并进行二次利用，降低了资金投入，有利于后续应用。
[0026]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0027]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0028]图1为根据一示例性实施例示出的基于微藻
‑
纳米零价铁协同作用去除水体中壬基酚的方法的流程图。
[0029]图2为根据一示例性实施例示出的容器的示意图；
具体实施方式
[0030]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术的方法、步骤
或条件所做的修改或替换，均属于本专利技术范围，若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟悉的常规手段。
[0031]实施例1：
[0032]本实施例用藻
‑
纳米零价铁共培养体系处理含有NP的水体，参考图1，本申请的基于微藻
‑
纳米零价铁协同作用去除水体中壬基酚的方法可以包括以下步骤
[0033](1)将含有NP的水体进行预处理后加入到可透光的容器中，这里的预处理包括沉淀等预处理；其中所述容器5上具有进水口1、胶网藻和纳米零价铁的添加口2、出水口7，所述容器5内伸入电磁搅拌器3的环形磁性搅拌棒4，所述出水口7处设置超滤膜6，所述容器的底部8可开启，参考图2。
[0034](2)在十组容器(每组为3个，培养容器容量为100mL)中配制培养体系：培养液采用改进后的Hoagland
’
s营养液(含0.8g/L NaHCO3)；培养体系50mL/ 瓶；分别添加NP、藻+NP、藻+10mg/L nZVI+NP、藻+50mg/L 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微藻
‑
纳米零价铁协同作用去除水体中壬基酚的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将受污染水体进行预处理后加入到可透光的容器中；(2)向所述容器中加入胶网藻和纳米零价铁，进行培养；(3)间隔第一预定时间，对所述容器内的溶液进行机械搅拌，以增大纳米零价铁、胶网藻与受污染水体的接触面积；(4)机械搅拌后的第二预定时间，待受污染水体的去除率达到一定程度后，对所述容器内的溶液进行电磁搅拌，以实现纳米零价铁与藻细胞的分离；(5)过滤回收可二次利用的纳米零价铁与胶网藻，得到去除壬基酚的水体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述容器为10～50cm3可透光的容器。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胶网藻的藻细胞的初始浓度达到(1～3)
×
10 6
个细胞/mL，所述纳米零...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋迎，成琪璐，惠彩，周启发，赵宇华，徐礼根，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：