專利名稱：一種重金屬離子負壓空化吸附的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用負壓空化技術(shù)來提高生物吸附劑對重金屬吸附率的方法，特別涉及一種高效的低濃度重金屬工業(yè)污水處理和貴重重金屬的回收方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)廢水、污泥中常含有許多重金屬或放射性金屬，給環(huán)境帶來嚴重危害。傳統(tǒng)的吸附法采用昂貴的活性炭和離子交換樹脂等吸附劑，難以適應(yīng)大規(guī)模廢水處理需要。當溶液濃度降低至1×10-3(質(zhì)量分數(shù))數(shù)量級以下時，用化學沉淀、溶劑抽提等方法處理就難于達到理想的效果。生物吸附法作為近年來發(fā)展起來的一種新方法，具有價廉、節(jié)能及易于分離回收重金屬的特點，可望在眾多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。因此開發(fā)一種簡單實用、高效節(jié)能的生物吸附方法在環(huán)境治理、回收貴重重金屬上有著深遠的現(xiàn)實意義。
負壓空化技術(shù)已經(jīng)廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)，其工作原理為存在于液體中的小氣泡(空化核)在負壓作用下產(chǎn)生、生長、收縮或膨脹，崩解或潰滅的過程。該過程能在ns-μs之間釋放出巨大的能量，所引發(fā)的高溫(5000K)和高壓(5.05×107Pa)成為過程強化十分有效的手段。負壓空化技術(shù)應(yīng)用于重金屬的生物吸附，能夠明顯的提高生物吸附劑對重金屬的吸附率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用負壓空化技術(shù)來提高生物吸附劑對重金屬吸附率的方法，特別是一種高效的低濃度重金屬工業(yè)污水處理和貴重重金屬回收方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是將適量的生物吸附劑投入裝有含一定濃度重金屬污水的負壓空化裝置中，將空化裝置的負壓控制在-0.06～-0.08MPa內(nèi)，進行通氣量為0.002～0.08m3/h的小通氣量吸附，10分鐘后，保持空化裝置內(nèi)的負壓不變，迅速將其通氣量增大至0.12～0.16m3/h的范圍空化20～50分鐘，空化所產(chǎn)生的攪拌與氣蝕效應(yīng)使生物吸附劑細胞產(chǎn)生周期性的伸縮擴張，迫使生物吸附劑膜上吸附的重金屬轉(zhuǎn)入膜內(nèi)，提高吸附率，吸附完畢后，離心分離出吸附重金屬后的生物吸附劑，加入適量pH為0.7～1.0的水，將負壓控制在-0.06～-0.08MPa內(nèi)、通氣量為0.2～0.3m3/h內(nèi)進行重金屬解析回收，解析后生物吸附劑可以循環(huán)進行重金屬吸附。
本發(fā)明的優(yōu)點是1操作工藝簡單，處理效率高。
2在低濃度下，重金屬的生物吸附率高。
3低能耗、低成本。
4pH和溫度范圍寬。
5適用性強，可以應(yīng)用于諸如工業(yè)廢水去除有毒金屬、消除廢水放射性、回收貴重金屬、從海水中富集或提取有用金屬等方面。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述將適量的生物吸附劑投入裝有含一定濃度重金屬污水的負壓空化裝置中，將空化裝置的負壓控制在-0.06～-0.08MPa內(nèi)，進行通氣量為0.002～0.08m3/h的小通氣量吸附，10分鐘后，保持空化裝置內(nèi)的負壓不變，迅速將其通氣量增大至0.12～0.16m3/h的范圍空化20～50分鐘，空化所產(chǎn)生的攪拌與氣蝕效應(yīng)使生物吸附劑細胞產(chǎn)生周期性的伸縮擴張，迫使生物吸附劑膜上吸附的重金屬轉(zhuǎn)入膜內(nèi)，提高吸附率，吸附完畢后，離心分離出吸附重金屬后的生物吸附劑，加入適量pH為0.7～1.0的水，將負壓控制在-0.06～-0.08MPa內(nèi)、通氣量為0.2～0.3m3/h內(nèi)進行重金屬解析回收，解析后生物吸附劑可以循環(huán)進行重金屬吸附。
所述的生物吸附劑可以是人工培養(yǎng)的微生物、工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢菌體、基因工程菌、具有重金屬螯合功能的植物組織團塊。
所述污水的重金屬濃度在1mg/L～100mg/L范圍內(nèi)。
所使用的負壓空化裝置可以是具有真空接口和通氣管路特征的任意大小和材質(zhì)的容器。
實例1在室溫下，取

圖1所示空化柱2支，加入相當于0.6g干酵母的酵母懸液后，開啟真空按鈕抽負壓，同時打開空化柱底端進氣閥開始進料，吸入200mL 50mg/L的CuSO4溶液，進樣完畢后，將其中一支的通氣量控制在0.002m3/h，負壓為-0.08MPa，進行小通氣攪拌吸附，10分鐘后，保持負壓不變，將通氣量增大至0.12m3/h，進行負壓空化吸附，吸附50min后，離心分離出吸附重金屬后的酵母，加入60ml pH為0.7的水，控制負壓為-0.08MPa，通氣量為0.2m3/h進行重金屬洗脫30min，洗脫后酵母可以重新進行重金屬吸附。將另外一支空化柱的通氣量控制在0.002m3/h，負壓為-0.08MPa，進行小通氣攪拌吸附60min。
同時在錐形瓶中加入等量的酵母和CuSO4溶液在搖床中進行振蕩吸附，吸附時間為60min。
三種吸附方式的吸附率結(jié)果如下表

重金屬回收率為42.01％。
實例1說明負壓空化方法能夠較明顯的提高生物吸附劑的吸附能力，且吸附重金屬的生物吸附劑經(jīng)解析回收重金屬后可以循環(huán)使用。
權(quán)利要求
1一種重金屬離子負壓空化吸附的方法，其特征在于將適量的生物吸附劑投入裝有含一定濃度重金屬污水的負壓空化裝置中，將空化裝置的負壓控制在-0.06～-0.08MPa內(nèi)，進行通氣量為0.002～0.08m3/h的小通氣量吸附，10分鐘后，保持空化裝置內(nèi)的負壓不變，迅速將其通氣量增大至0.12～0.16m3/h的范圍空化20～50分鐘，空化所產(chǎn)生的攪拌與氣蝕效應(yīng)使生物吸附劑細胞產(chǎn)生周期性的伸縮擴張，迫使生物吸附劑膜上吸附的重金屬轉(zhuǎn)入膜內(nèi)，提高吸附率，吸附完畢后，離心分離出吸附重金屬后的生物吸附劑，加入適量pH為0.7～1.0的水，將負壓控制在-0.06～-0.08MPa內(nèi)、通氣量為0.2～0.3m3/h內(nèi)進行重金屬解析回收，解析后生物吸附劑可以循環(huán)進行重金屬吸附。
2按照權(quán)利要求1所述的一種重金屬離子負壓空化吸附的方法，其特征在于，所述的生物吸附劑可以是人工培養(yǎng)的微生物、工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢菌體、基因工程菌、具有重金屬螯合功能的植物組織團塊。
3按照權(quán)利要求1所述的一種重金屬離子負壓空化吸附的方法，其特征在于，所述污水的重金屬濃度為1mg/L～100mg/L范圍內(nèi)。
4按照權(quán)利要求1所述的一種重金屬離子負壓空化吸附的方法，其特征在于，所使用的負壓空化裝置可以是具有真空接口和通氣管路特征的任意大小和材質(zhì)的容器。
全文摘要
一種重金屬離子負壓空化吸附的方法，其特征在于將適量的生物吸附劑投入裝有含一定濃度重金屬污水的負壓空化裝置中，將空化裝置的負壓控制在－0.06～－0.08MPa內(nèi)，進行通氣量為0.002～0.08m
文檔編號C02F1/62GK1736890SQ200510010219
公開日2006年2月22日 申請日期2005年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月26日
發(fā)明者祖元剛, 王文杰, 趙修華, 李慶勇, 胡茂盛, 朱磊, 任遠, 肖鵬 申請人:東北林業(yè)大學, 祖元剛