CN1328184C - 重金属离子废水的趋磁性细菌分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种含重金属离子废水的趋磁性细菌分离装置，在带有液体进液口和出液口的密闭容器内，液体分布器设置在进液口端，液体分布器后面设置有吸附装置，在密闭容器的两端加有磁场。吸附装置为悬丝或平板，悬丝直径在10～60微米，平板厚度为3-10毫米，多悬丝有或多平板之间的距离为1～1.5厘米。在密闭容器的两端的磁场强度差优选为100高斯到250高斯之间。本发明具有效率高、降低能耗，投资小，运行费用低；体积小，效率高，结构简单，处理量大，维护容易，适用范围广等优点。还可以有效回收一些贵金属，例如铂、金；另外，无副产物产生，容易控制。

Description

重金属离子废水的趋磁性细菌分离装置

技术领域

本发明涉及一种分离装置，特别涉及一种含重金属离子废水的趋磁性细菌分离装置。

背景技术

近年来，随着工农业生产的迅速发展，含重金属离子有机废水的排放量也在逐年增加，重金属一般指原子量在21-83之间的金属，工业废水中所含重金属毒物主要是指Hg、Cr、Ni、Pb、Cd、Mo、Zn等，其来源主要为冶金、机械、化工、电镀、纺织等行业。含有以上重金属离子的废水排入自然水体将严重危害人体健康以及农业和渔业生产。因此，对含重金属离子有机废水的经济和高效的治理方法成为引起社会广泛关注的重要项目。

传统上处理重金属离子的方法有很多种，主要有化学沉淀、离子交换、吸附、氧化还原、电解和萃取等。但是，随着人们对水质要求的提高，对污染的控制及其管理措施日益严格，对废水的要求就越高，传统的方法就逐渐显示出其缺点会带来二次污染，达不到新的排放标准，且费用高，处理问题单一。例如，当溶液浓度降到1.0×10-3(质量分数)以下时，传统的方法就难于达到排放标准。

另外，随着水体污染的日益严重，单一的处理方法经常不能完成净化任务，由多种处理技术相结合的综合处理方法日益受到重视。其中，以活性污泥和生物膜为基础技术结合其他的物理或电化学方法的研究和实践成果最为突出，成为科技创新的增长点。

现有一种趋磁性细菌(magnetotactic bacteria，MTB)，趋磁性细菌由于在细胞内含有铁磁性颗粒，尺寸范围为30-60nm，在微弱的地球磁场作用下呈链状排布在微生物的长度方向，使得这类的生物具有永磁偶极矩和磁定向性。因此，在外加磁场作用下，MTB会沿一定的方向游动。而且，趋磁性细菌与重金属离子存在亲和性，如果金属离子是顺磁性的，随着他们不断在微生物细胞或细胞团的外部积累，溶液中的金属离子浓度很快降低。被离子包裹的微生物细胞变成了磁性颗粒，在外加磁场的作用下，这种有机颗粒可以沿着规定的方向迁移，最终沉积在固体表面上。通过高梯度磁分离技术(HGMS)可以加速累积速度。

但是，目前还没有将利用趋磁性细菌净化重金属废水的设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将趋磁性细菌吸附重金属离子和磁场下分离重金属离子耦合为一体的重金属离子废水的趋磁性细菌分离装置。

本发明的重金属离子废水的趋磁性细菌分离装置是：

在带有液体进液口和出液口的密闭容器内，液体分布器设置在进液口端，液体分布器后面设置有吸附装置，在密闭容器的两端加有磁场。

所述的吸附装置为悬丝或平板，悬丝直径在10～60微米，平板厚度为3-10毫米，多悬丝或多平板之间的距离为1～1.5厘米。

悬丝为金属丝，优选镍丝；平板为不锈钢板。

进液口最好设置在密闭容器的进液一侧的下端，出液口设置在密闭容器的出液一侧的上端。

密闭容器可以是使重金属离子废水通过的任何材质的物质，包括金属、塑料等物质。

液体分布器可以使用现有液体分布器。

也可以采用有机玻璃板，且在上方均匀的分布许多小孔。位置在距离进液管1～2厘米之间。缠饶在矩形的有机玻璃框上。

在密闭容器的两端的磁场强度差优选为100高斯到250高斯之间。

本发明装置采用趋磁性细菌吸附重金属的特性，以及趋磁性细菌在磁场中定向运动的特性，可在常温下处理含重金属离子的废水，具有运行稳定、处理效率低、低处理成本，且经过分离器后达到排放甚至回用标准，而且不会产生二次污染。

本发明具有效率高、降低能耗，投资小，运行费用低；体积小，效率高，结构简单，处理量大，维护容易，适用范围广等一系列优点。还可以有效回收一些贵金属，例如铂、金；另外，无副产物(如氢气等)产生，容易控制。

附图说明

图1：本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明：

实施例1：

如图1所示：选用有机玻璃盒体作为密闭容器4，密闭容器的前下端设置有液体进液管2，密闭容器的后上端设置有液体出液管3，将均匀的分布许多小孔的有机玻璃板作为液体分布器2设置在密闭容器内靠近进液管处，吸附装置为直径在10～60微米的镍丝5，间距1～1.5厘米，粘接在矩形的有机玻璃框内。趋磁性细菌分离装置两端的磁场强度为差为250高斯。

实施例2：

趋磁性细菌分离装置与实施例1基本相同，所不同的是在有机玻璃盒体1内设置的镍丝替换为不锈钢板，不锈钢板厚度为5mm，趋磁性细菌分离装置两端的磁场强度差为100高斯。

采用实施例1和2的趋磁性细菌分离装置，将含Ni²⁺废水、含Pb²⁺废水、含Cu²⁺废水和含Cr³⁺废水进行处理，其中的重金属离子去除都能达到90％以上，其中分离Ni²⁺废水的时间最短效果最好，主要原因是由于镍离子本身就有弱磁性。

本发明并不局限于实施例中所描述的技术，它的描述是说明性的，并非限制性的，本发明的权限由权利要求所限定，基于本技术领域人员依据本发明所能够变化、重组等方法得到的与本发明相关的技术，都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种重金属离子废水的趋磁性细菌分离装置，它包括吸附装置和液体分布器；其特征是在带有液体进液口和出液口的密闭容器内，液体分布器设置在进液口端，液体分布器后面设置有悬丝或平板的吸附装置，在密闭容器的两端加有磁场，磁场强度差为100高斯到250高斯。

2.如权利要求1所述的一种重金属离子废水的趋磁性细菌分离装置，其特征是所述的悬丝直径在10～60微米，平板厚度为3-10毫米，多悬丝或多平板之间的距离为1～1.5厘米。

3.如权利要求1所述的一种重金属离子废水的趋磁性细菌分离装置，其特征是所述的吸附装置的悬丝为金属丝。

4.如权利要求3所述的一种重金属离子废水的趋磁性细菌分离装置，其特征是所述的吸附装置的悬丝为镍丝。

5.如权利要求1所述的一种重金属离子废水的趋磁性细菌分离装置，其特征是所述的吸附装置为不锈钢板。

6.如权利要求1所述的一种重金属离子废水的趋磁性细菌分离装置，其特征是所述的液体分布器为均匀分布有许多小孔的有机玻璃板。

7.如权利要求1所述的一种重金属离子废水的趋磁性细菌分离装置，其特征是所述的进液口在密闭容器的下端，出液口在密闭容器的上端。