CN100554172C - 一种重金属离子负压空化吸附的方法 - Google Patents

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一种重金属离子负压空化吸附的方法，其特征在于：将适量的生物吸附剂投入装有含一定浓度重金属污水的负压空化装置中，将空化装置的负压控制在-0.06～-0.08MPa内，进行通气量为0.002～0.08m3/h的小通气量吸附，10分钟后，保持空化装置内的负压不变，迅速将其通气量增大至0.12～0.16m3/h的范围空化20～50分钟，空化所产生的搅拌与气蚀效应使生物吸附剂细胞产生周期性的伸缩扩张，迫使生物吸附剂膜上吸附的重金属转入膜内，提高吸附率，吸附完毕后，离心分离出吸附重金属后的生物吸附剂，加入适量pH为0.7～1.0的水，将负压控制在-0.06～-0.08MPa内、通气量为0.2～0.3m3/h内进行重金属解析回收，解析后生物吸附剂可以循环进行重金属吸附。

Description

一种重金属离子负压空化吸附的方法
技术领域
本发明涉及一种利用负压空化技术来提高生物吸附剂对重金属吸附率的方法，特别涉及一种高效的低浓度重金属工业污水处理和贵重重金属的回收方法。
背景技术
工业废水、污泥中常含有许多重金属或放射性金属，给环境带来严重危害。传统的吸附法采用昂贵的活性炭和离子交换树脂等吸附剂，难以适应大规模废水处理需要。当溶液浓度降低至
Figure C20051001021900031
(质量分数)数量级以下时，用化学沉淀、溶剂抽提等方法处理就难于达到理想的效果。生物吸附法作为近年来发展起来的一种新方法，具有价廉、节能及易于分离回收重金属的特点，可望在众多领域中得到应用。因此开发一种简单实用、高效节能的生物吸附方法在环境治理、回收贵重重金属上有着深远的现实意义。
负压空化技术已经广泛用于工业生产，其工作原理为存在于液体中的小气泡(空化核)在负压作用下产生、生长、收缩或膨胀，崩解或溃灭的过程。该过程能在ns-μs之间释放出巨大的能量，所引发的高温(5000K)和高压(5.05×107Pa)成为过程强化十分有效的手段。负压空化技术应用于重金属的生物吸附，能够明显的提高生物吸附剂对重金属的吸附率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用负压空化技术来提高生物吸附剂对重金属吸附率的方法，特别是一种高效的低浓度重金属工业污水处理和贵重重金属回收方法。
本发明所采用的技术方案是：将酵母投入含有浓度为1mg/L～100mg/L重金属污水的负压空化装置中，将空化装置的负压控制在-0.06～-0.08MPa内，进行通气量为0.002～0.08m3/h的小通气量吸附，10分钟后，保持空化装置内的负压不变，迅速将其通气量增大至0.12～0.16m3/h的范围空化20～50分钟，空化所产生的搅拌与气蚀效应使生物吸附剂细胞产生周期性的伸缩扩张，迫使生物吸附剂膜上吸附的重金属转入膜内，提高吸附率，吸附完毕后，离心分离出吸附重金属后的生物吸附剂，加入适量pH为0.7～1.0的水，将负压控制在-0.06～-0.08MPa内、通气量为0.2～0.3m3/h内进行重金属解析回收，解析后生物吸附剂可以循环进行重金属吸附。
本发明的优点是：
1操作工艺简单，处理效率高。
2在低浓度下，重金属的生物吸附率高。
3低能耗、低成本。
4pH和温度范围宽。
5适用性强，可以应用于诸如工业废水去除有毒金属、消除废水放射性、回收贵重金属、从海水中富集或提取有用金属等方面。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作进一步详细描述：将酵母投入含有浓度为1mg/L～100mg/L重金属污水的负压空化装置中，将空化装置的负压控制在-0.06～-0.08MPa内，进行通气量为0.002～0.08m3/h的小通气量吸附，10分钟后，保持空化装置内的负压不变，迅速将其通气量增大至0.12～0.16m3/h 的范围空化20～50分钟，空化所产生的搅拌与气蚀效应使生物吸附剂细胞产生周期性的伸缩扩张，迫使生物吸附剂膜上吸附的重金属转入膜内，提高吸附率，吸附完毕后，离心分离出吸附重金属后的生物吸附剂，加入适量pH为0.7～1.0的水，将负压控制在-0.06～-0.08MPa内、通气量为0.2～0.3m3/h内进行重金属解析回收，解析后生物吸附剂可以循环进行重金属吸附。
所使用的负压空化装置可以是具有真空接口和通气管路特征的任意大小和材质的容器。
实例1：在室温下，取图1所示空化柱2支，加入相当于0.6g干酵母的酵母悬液后，开启真空按钮抽负压，同时打开空化柱底端进气阀开始进料，吸入200mL 50mg/L的CuSO4溶液，进样完毕后，将其中一支的通气量控制在0.002m3/h，负压为-0.08MPa，进行小通气搅拌吸附，10分钟后，保持负压不变，将通气量增大至0.12m3/h，进行负压空化吸附，吸附50min后，离心分离出吸附重金属后的酵母，加入60ml pH为0.7的水，控制负压为-0.08MPa，通气量为0.2m3/h进行重金属洗脱30min，洗脱后酵母可以重新进行重金属吸附。将另外一支空化柱的通气量控制在0.002m3/h，负压为-0.08MPa，进行小通气搅拌吸附60min。
同时在锥形瓶中加入等量的酵母和CuSO4溶液在摇床中进行振荡吸附，吸附时间为60min。
三种吸附方式的吸附率结果如下表：
  取样时间(min) 摇床吸附率％ 小通气搅拌吸附率％ 负压空化吸附率％
  15   69.27   77.66   73.98
  30   73.62   77.52   77.86
  45   73.75   79.32   80.90
  60   73.35   77.89   81.45
重金属回收率为42.01％。
实例1说明负压空化方法能够较明显的提高酵母的吸附能力，且吸附重金属的酵母经解析回收重金属后可以循环使用。

Claims (2)

1一种重金属离子负压空化吸附的方法，其特征在于：将酵母投入含有浓度为1mg/L～100mg/L重金属污水的负压空化装置中，将空化装置的负压控制在-0.06～-0.08MPa内，进行通气量为0.002～0.08m3/h的小通气量吸附，10分钟后，保持空化装置内的负压不变，迅速将其通气量增大至0.12～0.16m3/h的范围空化20～50分钟，空化所产生的搅拌与气蚀效应使生物吸附剂细胞产生周期性的伸缩扩张，迫使生物吸附剂膜上吸附的重金属转入膜内，提高吸附率，吸附完毕后，离心分离出吸附重金属后的生物吸附剂，加入适量pH为0.7～1.0的水，将负压控制在-0.06～-0.08MPa内、通气量为0.2～0.3m3/h内进行重金属解析回收，解析后生物吸附剂可以循环进行重金属吸附。
2按照权利要求1所述的一种重金属离子负压空化吸附的方法，其特征在于，所使用的负压空化装置是具有真空接口和通气管路特征的任意大小和材质的容器。
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含重金属离子废水吸附过滤处理技术（I）－新型吸附过滤材料的研究. 周岳溪，王晓松，孔欣，傅强.环境科学研究，第7卷第6期. 1994
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生物吸附技术处理重金属废水的应用. 况金蓉.武汉理工大学学报，第26卷第3期. 2002
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用生物吸附浮选法除去废水中的重金属. C。奥尔德里奇等.国外金属矿选矿. 2001
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