[0026] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。在本发明中所涉及的装置、连接结构和方法,若无特指,均为本领域公知的装置、连接结构和方法。
[0027] 实施例1
[0028] 一种复合型微藻生物吸附剂微球,包括小球藻细胞、磁性Fe3O4纳米粒子、玉米芯活性炭和海藻酸钠。其制备方法包括以下步骤:
[0029] (1)将小球藻细胞在BG11培养基中培养5d,然后在4000rpm的转速下离心8min,去除上清液,下层物质即为小球藻生物浓缩液;
[0030] (2)用无菌水将小球藻生物浓缩液调节成OD680为1.3的藻液,向藻液中加入磁性Fe3O4纳米粒子,每升藻液中添加0.3g磁性Fe3O4纳米粒子,恒温震荡3d,得小球藻细胞与磁性Fe3O4纳米粒子的聚合物溶液;
[0031] (3)向聚合物溶液加入玉米芯活性炭常温搅拌吸附11h,过滤、洗净后得玉米芯活性炭固定的小球藻细胞与磁性Fe3O4纳米粒子的聚合物,将其加入浓度为6wt%海藻酸钠溶液中,混合均匀后逐滴滴入浓度为3.5wt%的CaCl2溶液中,得到直径为4mm、生物量为3.5×9
10cell/g的复合型微藻生物吸附剂微球。
[0032] 其中,玉米芯活性炭的制备方法为:将成熟期的玉米芯研磨后,在惰性气氛下以2℃/min的升温速率升温至430℃,煅烧1.5h,再以9℃/min的升温速率升温至620℃,煅烧2.5h,将得到的活性炭与KOH以质量比1∶4的比例混合均匀,在620℃条件下煅烧1.5h,得到玉米芯活性炭。
[0033] 磁性Fe3O4纳米粒子的制备方法为:用FeCl3、FeSO4和盐酸配制酸性铁盐溶液,使Fe3+ 2+、Fe 和HCl的摩尔比为1.8:1:1,将铁盐溶液滴加到质量分数为25%的氨水中,铁盐溶液和氨水的体积比为1:4,搅拌均匀,待产物颜色变棕色后,静置沉淀并进行磁力分离,将多余的液体倒去,用磁铁吸住底部的沉淀并加入蒸馏水清洗3次,过滤获得Fe3O4,真空冷冻干燥
54h,制得磁性Fe3O4纳米粒子。本发明制备磁性Fe3O4纳米粒子的方法简单,且无需加热处理,制备的磁性Fe3O4纳米粒子粒度均匀。
[0034] 一种复合型微藻生物吸附剂微球吸附废水中铬的方法,具体为:将复合型微藻生物吸附剂微球加入含铬废水中,废水中总铬浓度为25mg/L,每升废水中加入25g复合型微藻生物吸附剂微球,吸附温度为30℃,pH控制在8,震荡,吸附完成后对废水中的微藻生物吸附剂进行快速磁力分离,采用原子吸收分光光度法测定废水中总铬浓度,计算去除率。
[0035] 实施例2
[0036] 一种复合型微藻生物吸附剂微球,包括栅藻细胞、磁性Fe3O4纳米粒子和海藻酸钠。其制备方法包括以下步骤:
[0037] (1)将栅藻细胞在BG11培养基中培养6d,然后在5000rpm的转速下离心5min,去除上清液,下层物质即为栅藻生物浓缩液;
[0038] (2)用无菌水将栅藻生物浓缩液调节成OD680为1.5的藻液,向藻液中加入磁性Fe3O4纳米粒子,每升藻液中添加0.4g磁性Fe3O4纳米粒子,恒温震荡4d,得栅藻细胞与磁性Fe3O4纳米粒子的聚合物溶液;
[0039] (3)向聚合物溶液加入玉米芯活性炭常温搅拌吸附12h,过滤、洗净后得玉米芯活性炭固定的栅藻细胞与磁性Fe3O4纳米粒子的聚合物,将其加入浓度为6wt%海藻酸钠溶液中,混合均匀后逐滴滴入浓度为4wt%的CaCl2溶液中,得到直径为5mm、生物量为6.0×9
10cell/g的复合型微藻生物吸附剂微球。
[0040] 其中,玉米芯活性炭的制备方法为:将成熟期的玉米芯研磨后,在惰性气氛下以3℃/min的升温速率升温至450℃,煅烧2h,再以10℃/min的升温速率升温至640℃,煅烧3h,将得到的活性炭与KOH以质量比1∶5的比例混合均匀,在640℃条件下煅烧2h,得到玉米芯活性炭。
[0041] 磁性Fe3O4纳米粒子的制备方法为:用FeCl3、FeSO4和盐酸配制酸性铁盐溶液,使Fe3+ 2+、Fe 和HCl的摩尔比为2.5:1:1,将铁盐溶液滴加到质量分数为30%的氨水中,铁盐溶液和氨水的体积比为1:5,搅拌均匀,待产物颜色变棕色后,静置沉淀并进行磁力分离,将多余的液体倒去,用磁铁吸住底部的沉淀并加入蒸馏水清洗4次,过滤获得Fe3O4,真空冷冻干燥
72h,制得磁性Fe3O4纳米粒子。本发明制备磁性Fe3O4纳米粒子的方法简单,且无需加热处理,制备的磁性Fe3O4纳米粒子粒度均匀。
[0042] 一种复合型微藻生物吸附剂微球吸附废水中铬的方法,具体为:将复合型微藻生物吸附剂微球加入含铬废水中,废水中总铬浓度为40mg/L,每升废水中加入30g复合型微藻生物吸附剂微球,吸附温度为35℃,pH控制在9,震荡,吸附完成后对废水中的微藻生物吸附剂进行快速磁力分离,采用原子吸收分光光度法测定废水中总铬浓度,计算去除率。
[0043] 实施例3
[0044] 实施例3与实施例1的不同之处在于:吸附pH控制在4,其他均与实施例1相同。
[0045] 实施例4
[0046] 实施例4与实施例1的不同之处在于:吸附pH控制在5,其他均与实施例1相同。
[0047] 实施例5
[0048] 实施例5与实施例1的不同之处在于:吸附pH控制在6,其他均与实施例1相同。
[0049] 实施例6
[0050] 实施例6与实施例1的不同之处在于:吸附pH控制在7,其他均与实施例1相同。
[0051] 对比例1
[0052] 对比例1与实施例1的不同之处在于:采用悬浮的小球藻进行废水中铬的吸附,微藻的加入量与复合型微藻生物吸附剂微球的加入量相同。其他均与实施例1相同。
[0053] 对比例2
[0054] 对比例2与实施例2的不同之处在于:采用悬浮的栅藻进行废水中铬的吸附,微藻的加入量与复合型微藻生物吸附剂微球的加入量相同。其他均与实施例2相同。
[0055] 对比例3
[0056] 对比例3与实施例1的不同之处在于:吸附pH控制在4,且采用悬浮的小球藻进行废水中铬的吸附,微藻的加入量与复合型微藻生物吸附剂微球的加入量相同。其他均与实施例1相同。
[0057] 对比例4
[0058] 对比例4与实施例1的不同之处在于:吸附pH控制在5,采用悬浮的小球藻进行废水中铬的吸附,微藻的加入量与复合型微藻生物吸附剂微球的加入量相同。其他均与实施例1相同。
[0059] 对比例5
[0060] 对比例5与实施例1的不同之处在于:吸附pH控制在6,采用悬浮的小球藻进行废水中铬的吸附,微藻的加入量与复合型微藻生物吸附剂微球的加入量相同。其他均与实施例1相同。
[0061] 对比例6
[0062] 对比例6与实施例1的不同之处在于:吸附pH控制在7,采用悬浮的小球藻进行废水中铬的吸附,微藻的加入量与复合型微藻生物吸附剂微球的加入量相同。其他均与实施例1相同。
[0063] 实施例1~6和对比例1~6中铬的去除率如表1所示。
[0064] 表1
[0065] 组数 铬去除率(%) 组数 铬去除率(%)实施例1 53.2 对比例1 23.1
实施例2 83.5 对比例2 32.5
实施例3 84.2 对比例3 25.7
实施例4 91.3 对比例4 39.9
实施例5 95.0 对比例5 40.3
实施例6 90.2 对比例6 35.6
[0066] 由表1中数据可见复合型微藻生物吸附剂微球相比于悬浮微藻取得了明显更高的废水中铬的去除率,且通过复合固定以后明显提高了微藻在重金属去除方面的稳定性,在pH值5~9的范围内均取得了很好的铬吸附去除效果。
[0067] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换,均仍属于本发明技术方案的保护范围。