本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種小球藻海水凈化生物吸附劑的制備方法及其應(yīng)用方法，制備方法的步驟包括耐鹽馴化、藻種培養(yǎng)、離心收集和干燥研磨。將蛋白核小球藻在不同體積比的海水溶液中依次耐鹽培養(yǎng)，在溫度為23±1℃、照度4000lx、全光照條件下進(jìn)行培養(yǎng)；在生長(zhǎng)溫度23±1℃、照度4000lx、光暗比14h:10h進(jìn)行藻種培養(yǎng)；對(duì)培養(yǎng)后的小球藻藻液離心收集鮮藻，然后沉淀、冷凍干燥，研磨并過(guò)篩。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)所涉及的應(yīng)用方法，是將所制得的生物吸附劑加入到海水中，調(diào)節(jié)海水的pH值至4.5～5.5，所加入的吸附劑濃度為1.5～2.5g/L，常溫下攪拌反應(yīng)，再進(jìn)行過(guò)濾，濾液進(jìn)入海水利用后續(xù)流程，濾出的吸附劑可通過(guò)活化的方式解吸后再次使用。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)在海水凈化處理中具有很好的工程應(yīng)用前景。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及海水凈化技術(shù)，特別是涉及基于小球藻生物吸附劑的海水凈化技術(shù)。
技術(shù)介紹
沿海城市淡水資源緊缺是當(dāng)今世界面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題，已嚴(yán)重影響到沿海城市和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的生活。為了緩解淡水危機(jī)，許多城市積極開(kāi)發(fā)新水源替代淡水，如污水資源化、海水和苦咸水直接利用等。中國(guó)海岸線漫長(zhǎng)，沿海城市眾多，海水利用是解決沿海地區(qū)淡水資源緊缺的現(xiàn)實(shí)選擇，海水利用工程越來(lái)越受到重視，這也是緩解淡水資源緊缺局面的有效途徑。海水利用工程所用海水一般為近岸海水，由于近岸海域污染的不斷加劇，近岸海水必須經(jīng)過(guò)凈化預(yù)處理后才能使用，其預(yù)處理效果直接影響著海水利用工程后續(xù)流程的運(yùn)行工況及運(yùn)行成本。海水中污染物主要有石油、重金屬、有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)鹽類(lèi)等，其中，重金屬是對(duì)生態(tài)環(huán)境危害極大的一類(lèi)污染物，因其進(jìn)入環(huán)境后不能被生物降解，往往是參與食物鏈循環(huán)并最終在生物體內(nèi)積累，破壞生物體正常生理代謝活動(dòng)，危害人體健康，所以，海水中重金屬污染物的去除尤為重要?，F(xiàn)有的海水凈化處理技術(shù)對(duì)海水中重金屬污染物的去除效果還不盡理想。絮凝沉降法是目前普遍采用的海水凈化預(yù)處理方法，但所投加的絮凝劑可能會(huì)產(chǎn)生殘留，部分無(wú)機(jī)或有機(jī)絮凝劑會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染，可能影響海水利用工程后續(xù)流程的運(yùn)行效率。生物吸附技術(shù)具有原材料來(lái)源豐富、成本低、易操作、對(duì)環(huán)境無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)，成為環(huán)境工程和水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在眾多重金屬生物吸附材料中，藻類(lèi)被證明吸附效果最好，目前已有將小球藻用作吸附劑去除淡水中的重金屬污染物的研究報(bào)道。但是，由于受海水特殊的含鹽環(huán)境的限制，在淡水中生長(zhǎng)的小球藻還不能直接作為生物吸附劑用于海水凈化預(yù)處理。專(zhuān)利
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有的海水凈化預(yù)處理技術(shù)所存在的問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)推出基于小球藻的海水凈化生物吸附劑，其目的在于對(duì)淡水中的小球藻進(jìn)行耐鹽馴化和培養(yǎng)，成為對(duì)海水中重金屬吸附能力強(qiáng)的生物吸附劑，并以一定濃度投加于海水中，再經(jīng)過(guò)相應(yīng)物理、化學(xué)工藝處理， 以達(dá)到常規(guī)海水凈化預(yù)處理效果。本專(zhuān)利技術(shù)所涉及的小球藻海水凈化生物吸附劑的制備方法，其技術(shù)步驟包括耐鹽馴化、藻種培養(yǎng)、離心收集和干燥研磨。耐鹽馴化將蛋白核小球藻在不同體積比的海水溶液中依次耐鹽培養(yǎng)。所述海水溶液由去離子水中加入一定體積的海水配制而成，分別為海水體積占溶液總體積M%、48%、72%、96%、100%的海水溶液，分別稱(chēng)為24%海水溶液、48%海水溶液、7 海水溶液、96%海水溶液、100%海水溶液。將蛋白核小球藻依次放入不同的海水溶液中耐鹽培養(yǎng)時(shí)，先從海水所占體積比例小的海水溶液開(kāi)始，即先放入24%海水溶液中。在溫度為23士 1°C、照度4000 lx、全光照條件下進(jìn)行培養(yǎng)，并每隔2天測(cè)定一次蛋白核小球藻的OD66tl值，同時(shí)清除死亡藻體。至蛋白核小球藻的OD66tl值不再顯著增大時(shí)，將蛋白核小球藻轉(zhuǎn)移至海水比例較大的海水溶液中， 培養(yǎng)及操作條件同上。之后逐漸增大培養(yǎng)液中海水的比例，即從24%海水溶液到48%海水溶液，再到海水溶液，再到96%海水溶液，再到100%海水溶液。在100%海水溶液中，蛋白核小球藻的OD66tl值不再顯著增大時(shí)，即完成耐鹽馴化。藻種培養(yǎng)在無(wú)菌條件下，將經(jīng)耐鹽馴化后的蛋白核小球藻藻種轉(zhuǎn)接到f/2培養(yǎng)基中培養(yǎng)。培養(yǎng)條件為生長(zhǎng)溫度23士 1°C，照度4000 lx，光暗比14h:10h。離心收集在蛋白核小球藻生長(zhǎng)穩(wěn)定期內(nèi)，以8000 r/min對(duì)培養(yǎng)后的小球藻藻液離心收集鮮藻，將收集的鮮藻用去離子水清洗浸泡30min再在搖床中震蕩12h，并用鹽酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值至4. 5 5. 5，得到含鮮藻的混合液。所用鹽酸或氫氧化鈉的質(zhì)量摩爾濃度為0. lmol/L0干燥研磨將收集的含鮮藻混合液的上清液棄去，沉淀部分再用去離子水沖洗，然后冷凍干燥，研磨并過(guò)篩，并按小球藻膨潤(rùn)土質(zhì)量比為2:1的比例加入膨潤(rùn)土，得到小球藻生物吸附劑。本專(zhuān)利技術(shù)所涉及的小球藻海水凈化生物吸附劑的應(yīng)用方法，其技術(shù)步驟包括將所制得的生物吸附劑加入到海水中，調(diào)節(jié)海水的PH值至4. 5 5. 5，所加入的吸附劑濃度為 1. 5 2. 5g/L，常溫下攪拌反應(yīng)，吸附反應(yīng)時(shí)間為4 6h，再進(jìn)行過(guò)濾，濾液進(jìn)入海水利用后續(xù)流程，濾出的吸附劑可通過(guò)活化的方式解吸后再次使用。本專(zhuān)利技術(shù)所具有的積極效果 1、原料易得，成本低廉小球藻是一類(lèi)普生性單細(xì)胞綠藻，屬于綠藻門(mén)綠藻綱綠球藻目卵囊藻科小球藻屬，形狀呈球形或廣橢圓形，直徑3 12 μ m，生態(tài)類(lèi)型多樣，在淡水、海水中均有分布，在人工培養(yǎng)基中也能良好生長(zhǎng)。我國(guó)常見(jiàn)的小球藻種類(lèi)有蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa), 橢圓小球藻(Chlorella ellipsoidea)和普通小球藻(Chlorella vulgaris)。本專(zhuān)利技術(shù)采用蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)，將鮮藻干燥、研磨過(guò)篩后加入膨潤(rùn)土獲得海水凈化生物吸附劑。本專(zhuān)利技術(shù)所述生物吸附劑基于死體植物，吸附劑使用后可通過(guò)活化的方式解吸后再次使用。2、吸附效率高本專(zhuān)利技術(shù)適于含有重金屬此2+、012+、&12+等海水的凈化處理，可作為海水利用工程中海水預(yù)處理工序的海水中重金屬的凈化吸附劑，吸附能力強(qiáng)。譬如，對(duì)初始濃度為50mg/L的含 Pb2+海水，一次吸附后吸附率達(dá)到98. 5%，吸附量可達(dá)45. 9mg/g。評(píng)價(jià)吸附效果的吸附率和吸附量，由如下公式具體計(jì)算 吸附率 P= (C0-C1) /C0X 100%,吸附量 q= (C0-C1) V/M。式中，Ctl為海水中金屬離子初始濃度(mg/L)，C1為吸附平衡后海水中金屬離子濃度(mg/L)，K為溶液體積(L)，l為吸附劑干重(g)。3、操作簡(jiǎn)單本專(zhuān)利技術(shù)制取小球藻海水凈化生物吸附劑以及用于進(jìn)行海水凈化處理，具有成本低廉、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，對(duì)設(shè)備及操作無(wú)特殊需求，只需普通的帶攪拌裝置的反應(yīng)槽和進(jìn)行簡(jiǎn)單的PH值調(diào)節(jié)，處理后的海水可滿足海水利用對(duì)重金屬含量的要求，具有很好的工程應(yīng)用前旦ο具體實(shí)施例方式結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的具體技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例一小球藻海水凈化生物吸附劑的制備方法第一步小球藻的耐鹽馴化將經(jīng)分離純化后的蛋白核小球藻放入經(jīng)滅菌處理的對(duì)％的海水溶液中，在溫度為 23士 1°C、照度4000 lx、全光照條件下進(jìn)行培養(yǎng)；每隔2天測(cè)定一次蛋白核小球藻的OD66tl 值，并清除死亡藻體；至OD66tl值不再顯著增大時(shí)，將蛋白核小球藻轉(zhuǎn)移至48%海水溶液中， 培養(yǎng)及操作條件同上。然后，再以相同的培養(yǎng)及操作條件依次將蛋白核小球藻轉(zhuǎn)移至7 海水溶液、96%海水溶液、100%海水溶液。在100%海水溶液中，蛋白核小球藻的OD66tl值不再顯著增大時(shí)，即完成耐鹽馴化。第二步小球藻的培養(yǎng)及離心收集在無(wú)菌條件下，將經(jīng)耐鹽馴化后的蛋白核小球藻小球藻轉(zhuǎn)接到f/2培養(yǎng)基中。在溫度為23°C，照度4000 lx，光暗比14h:10 h的條件下培養(yǎng)，在生長(zhǎng)穩(wěn)定期以8000 r/min離心收集獲得鮮藻。第三步小球藻生物吸附劑的制備將第二步獲得的鮮藻用去離子水清洗浸泡30min并在搖床中震蕩1 左右，并用鹽酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值保持在4. 5 5. 5，得到混合液。將混合液上清液棄去，沉淀部分用去離子水沖洗后，冷凍干燥，研磨并過(guò)篩，并按小球藻膨潤(rùn)土質(zhì)量比為2:本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種小球藻海水凈化生物吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟包括耐鹽馴化、藻種培養(yǎng)、離心收集和干燥研磨；耐鹽馴化，將蛋白核小球藻在不同體積比的海水溶液中依次耐鹽培養(yǎng)，先從海水所占體積比例小的海水溶液開(kāi)始，在溫度為２３±１℃、照度４０００?。欤⑷庹諚l件下進(jìn)行培養(yǎng)，并測(cè)定蛋白核小球藻的ＯＤ６６０值，至蛋白核小球藻的ＯＤ６６０值不再顯著增大時(shí)，將蛋白核小球藻依次轉(zhuǎn)移至海水比例較大的海水溶液中，直到１００％海水溶液，培養(yǎng)及操作條件同上；在１００％海水溶液中，蛋白核小球藻的ＯＤ６６０值不再顯著增大時(shí)，即完成耐鹽馴化；藻種培養(yǎng)，在無(wú)菌條件下，將經(jīng)耐鹽馴化后的蛋白核小球藻藻種轉(zhuǎn)接到培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為生長(zhǎng)溫度２３±１℃、照度４０００ ｌｘ、光暗比１４ｈ：１０ ｈ；離心收集，在蛋白核小球藻生長(zhǎng)穩(wěn)定期內(nèi)，以８０００?。颍恚椋顚?duì)培養(yǎng)后的小球藻藻液離心收集鮮藻，將收集的鮮藻用去離子水清洗浸泡并調(diào)節(jié)ｐＨ值至４．５～５．５，得到含鮮藻的混合液；干燥研磨，將收集的含鮮藻混合液的上清液棄去，沉淀部分用去離子水沖洗，然后冷凍干燥，研磨并過(guò)篩，加入膨潤(rùn)土，得到小球藻生物吸附劑。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：寇希元，張曉青，張愛(ài)君，王靜，張雨山，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：12
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