【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用微藻残余生物质作为吸附剂处理废水的方法。
技术介绍
1、随着全球工业化的发展，各种重金属离子被排放到水环境中，使得水资源污染越来越严重。重金属具有长期积累性、毒害性、代谢困难、不可降解等特点，这严重威胁着人类、动物、植物和水生生物的生存和发展。在各种重金属污染物中，铬是水环境中毒性最大的污染物之一，可导致人体患癌症和畸形，其主要以六价铬(cr(vi)和三价铬(cr(iii))的形式存在于水溶液中。其中，cr(iii)是植物以及人类所需的微量元素之一，毒性很小。而cr(vi)具有很强的致癌性和致突变性，被国际癌症研究机构(iarc)认定为“i”类致癌物，具有毒性大、难以去除的特征。因此探索高效去除污水中cr(vi)重金属的方法至关重要。
2、目前，用于去除废水中重金属的技术有多种，如化学沉淀法、离子交换、电絮凝、膜分离、吸附法等，已取得了显著进展。其中，吸附法因其环境友好、操作简单、易于大规模应用、高效等优点，已成为近些年的研究和应用的热点。而相比于常规的吸附材料(如活性炭)，生物吸附材料具有来源广泛、再生性好等优点。目前，基于微藻作为生物材料去除重金属的技术因其经济、高效的优点而受到广泛关注。微藻在废水处理过程中不仅可以利用废水中存在的有机或无机分子作为营养源进行生长，进而改善水质，还可以促进其在体内积累油脂、蛋白质和多糖等物质。对其油脂、蛋白质和多糖进行提取，可被应用于生物柴油、生物医学和食品添加剂领域。为了提高微藻应用的经济可行性并降低废弃物处理的总成本，将提取微藻油脂、蛋白质和多糖后的残余
技术实现思路
1、本专利技术拟使用提取微藻中的油脂、蛋白质和提多糖之后的不同残余藻渣作为吸附剂，实现对废水中重金属的高效去除。
2、除非另有说明，本专利技术所采用的百分数均为质量百分数。
3、本专利技术的目的之一在于提供一种利用微藻藻渣吸附剂处理含cr(vi)废水的方法，包括如下步骤：
4、1)使用1mol/l的hcl和naoh调节所述含cr(vi)废水的ph值至2-9；
5、2)设置含cr(vi)废水的初始浓度为10-300mg/l；
6、3)向所述废水中加入1-10g/l藻渣吸附剂，置于振荡箱中，设置环境温度为25℃，吸附时间为0-6h。
7、其中，所述微藻藻渣吸附剂由如下方法制备：
8、(1)微藻粉的预处理：
9、将微藻藻粉利用球磨机进行破壁后过筛，置于70-105℃条件烘干得到预处理后的藻粉；
10、(2)提取油脂藻渣吸附剂的制备：
11、取预处理后的藻粉，加入有机溶剂后，在油浴锅中45-85℃下磁力搅拌1-6h，将所得固液混合物进行抽滤，将藻渣取出在105℃烘箱烘干至恒重，研磨并过100-200目筛后，密封保存，备用。
12、(3)提取蛋白质藻渣吸附剂的制备：
13、取预处理后的藻粉，加入调配至ph值不同的碱性溶液后，在油浴锅中40-65℃下磁力搅拌20-120min，离心后将藻渣进行洗涤至接近中性，并将藻渣放置于冷冻干燥机中干燥至恒重，研磨并过100-200目筛后，密封保存，备用。
14、(4)提取多糖藻渣吸附剂的制备:
15、取预处理后的藻粉，加入去离子溶液后，在油浴锅中50-100℃下磁力搅拌1-6h，离心后取沉淀物，去离子水重复清洗两次后冷冻干燥，研磨并过100-200目筛后，密封保存，备用。
16、进一步的，所述步骤(2)中，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、乙酸乙酯、石油醚、正己烷、异丙醇、环戊基甲醚中的一种或以上，所述预处理后的微藻藻粉与所述有机溶剂的质量体积比为1:20-1:60g/ml。
17、进一步的，所述步骤(3)中，所述碱性溶液的ph为8-13，所述预处理后的微藻藻粉与所述碱性溶液的质量体积比为1:10-1:60g/ml。
18、进一步的，所述步骤(4)中，所述预处理后的微藻藻粉与所述去离子水溶液的质量体积比为1:20-1:70g/ml。
19、本专利技术的另一目的在于提供一种微藻残余藻渣吸附剂的制备，所述微藻残余藻渣吸附剂由上述方法制备得到。
20、本专利技术的再一目的在于提供一种利用前述所得到的微藻残余藻渣吸附剂处理废水中重金属的去除方法，以吸附cr(vi)为例，所述方法具体包括以下步骤：
21、(1)绘制cr(vi)的标准曲线(y＝0.5821x–0.0017,x代表吸光度，y代表cr(vi)浓度，r2＝0.9982)。
22、(2)实验条件设置为：1-10g/l的藻渣吸附剂，cr(vi)溶液初始浓度为10-300mg/l，对初始cr(vi)溶液分别使用1mol/l的hcl和naoh进行调节，ph范围为1-9，吸附时间为0-360min，温度设定为25℃。每组实验cr(vi)溶液体积均为200ml,吸附实验在250ml的锥形瓶中进行。吸附实验完成后，使用注射器吸取一定量的cr(vi)溶液经过过滤后，利用紫外-分光光度采用二苯碳酰二肼分光光度法测得吸光度，带入cr(vi)标准曲线，即可求得cr(vi)浓度。
23、(3)cr(vi)去除率使用式(1)计算，藻渣吸附剂对cr(vi)的吸附量使用式(2)和(3)计算：
24、
25、
26、
27、其中，r(％)：cr(vi)去除率；co(mg/l)：cr(vi)初始浓度；ct(mg/l)：时间t(min)时cr(vi)浓度；ce(mg/l)：达到吸附平衡时cr(vi)浓度；v(ml)：cr(vi)溶液的体积；m(mg)：吸附剂的添加量；qt(mg/g)：吸附剂在时间t是的吸附量；qe(mg/g)：吸附剂在达到吸附平衡时的吸附量。
28、进一步的，所述污水中重金属不限于cr(vi)。
29、进一步的，所述的cr(vi)溶液通过重铬酸钾用超纯水配制。
30、进一步的，所述的cr(vi)浓度使用分光光度计检测包括但不仅限定于此方法。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点：
31、1、本专利利用的藻渣吸附剂具有较好的吸附能力，在优化吸附条件下，三种不同的吸附剂的去除率可分别达91.24％、85.24％和74.52％。
32、2、本专利制备的藻渣吸附剂可以在与cr(vi)溶液反应后，通过洗涤脱附后，可循环5次以上，去除率仍>60％。
33、3、本专利通过回收再利用微藻残余的藻渣生物质，实现了资源回收再利用同时，有效减少环境污染。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种利用藻渣吸附剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.一种如权利要求1所述的吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、乙酸乙酯、石油醚、正己烷、异丙醇、环戊基甲醚中的一种或以上，所述预处理后的微藻藻粉与所述有机溶剂的质量体积比为1:20-1:60g/mL。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述碱性溶液的pH为8-13，所述预处理后的微藻藻粉与所述碱性溶液的质量体积比为1:10-1:60g/mL。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述预处理后的微藻藻粉与所述去离子水溶液的质量体积比为1:20-1:70g/mL。
5.一种提取微藻油脂、蛋白质和多糖藻渣吸附剂的制备方法，所述提取微藻油脂、蛋白质和多糖藻渣吸附剂的制备方法由权利要求1-4任一项所述的方法制备得到。
6.一种如权利要求5所述制备的吸附剂可被应用于去除废水中的重金属。
7.一种废水中重金属Cr(VI)的吸附方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
8.一种如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的Cr(VI)溶液由重铬酸钾配制。
...【技术特征摘要】
1.一种利用藻渣吸附剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.一种如权利要求1所述的吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、乙酸乙酯、石油醚、正己烷、异丙醇、环戊基甲醚中的一种或以上，所述预处理后的微藻藻粉与所述有机溶剂的质量体积比为1:20-1:60g/ml。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述碱性溶液的ph为8-13，所述预处理后的微藻藻粉与所述碱性溶液的质量体积比为1:10-1:60g/ml。
4.如权利要求1所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王一同，康乐乐，李俊国，曾亚南，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。