專利名稱：一種采用絮凝工藝有效去除水中殘留鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用絮凝工藝有效去除水中殘留鋁的方法。
背景技術(shù)：
水是生命的起源，是人類和生物賴以生存不可缺少的物質(zhì)，也是工業(yè)發(fā)展的重要條件。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，我國(guó)每年的用水量和污水排放量也在增加，給水和污水處理問(wèn)題日益嚴(yán)峻。水處理技術(shù)的發(fā)展和工程應(yīng)用已經(jīng)成為維系社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必要組成部分。絮凝技術(shù)是目前給水和廢水處理采用的主要方法。在絮凝技術(shù)發(fā)展史上，化學(xué)絮凝劑是最常用的絮凝劑，但由于化學(xué)絮凝劑對(duì)人體的健康和環(huán)境的影響，使得它的使用安全性備受關(guān)注。聚合鋁系絮凝劑由于其良好的絮凝性能和價(jià)格低廉，廣泛的應(yīng)用于水處理當(dāng)中。而隨著科技水平的不斷提高，以及對(duì)鋁應(yīng)用研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)鋁進(jìn)入人體后大部分會(huì)蓄積在體內(nèi)，與人體的重要組成成分如多種蛋白質(zhì)和酶結(jié)合，影響人體內(nèi)多種代謝反應(yīng)。且其在人體腦組織及神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)的積累會(huì)對(duì)人體的記憶力造成損害，并使人思維遲鈍，判斷能力衰退，甚至導(dǎo)致神經(jīng)麻痹，有研究表明鋁是“老年癡呆癥”的誘因之一。鑒于此種情況，鋁系絮凝劑的使用得到了嚴(yán)格的控制，世界衛(wèi)生組織對(duì)飲用水中鋁含量要求最高允許濃度限制為0. 2mg/L0因此，水處理過(guò)程中選擇合適的操作條件，特別是絮凝工藝環(huán)節(jié)中絮凝劑的選擇、投加量及相應(yīng)絮凝條件的優(yōu)化，對(duì)于保證出水水質(zhì)和同時(shí)降低殘留鋁含量具有重要意義。為尋找安全的絮凝劑，目前國(guó)內(nèi)外研究較多的還是微生物絮凝劑在水處理中的應(yīng)用，雖然微生物絮凝劑具有適用范圍廣、易生物降解、對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染的優(yōu)點(diǎn)，但其添加量大、成本高等問(wèn)題限制了其廣泛的應(yīng)用。因此，本發(fā)明提供了一種利用絮凝效果好、價(jià)格低的鋁系絮凝劑為主，配合安全、可生物降解的的微生物絮凝劑為助劑的絮凝方法，不但可以提高絮凝效果，降低成本，而且可以有效去除水中的殘留鋁，是一種經(jīng)濟(jì)、安全、高效的水處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在問(wèn)題，提供一種采用絮凝工藝有效去除水中殘留鋁的方法，該方法工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)施，絮凝效果高、處理成本低、無(wú)二次污染，使用安全可靠。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種采用絮凝工藝有效去除水中殘留鋁的方法，采用以鋁系絮凝劑為主絮凝劑、微生物絮凝劑為助劑的絮凝工藝，包括如下步驟
1)選用鋁系絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)為主絮凝劑，在所處理水中加入聚合氯化鋁，加入量為 50-150mg/L ；
2)選用微生物絮凝劑為助劑，在上述所處理水中加入微生物絮凝劑，加入量為5-25mg/L；
3)將加入聚合氯化鋁和微生物絮凝劑后的所處理水，在300-500rpm的攪拌速度下快速攪拌l-5min，然后降低攪拌速率至30-100rpm，再慢速攪拌5-30min，靜止10-30min后，排
出上清液即可。所述微生物絮凝劑是由醬油曲霉菌種(Aspergillus souae,上海醫(yī)藥工業(yè)研究院菌種保藏中心購(gòu)買)經(jīng)培養(yǎng)分離純化而制得，步驟如下
1)制備培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的組分及質(zhì)量百分比為=NaNO30. 3 0. 5%、KCl 0. 05 0. 1%、 K2HPO4 0. Γ0. 5%,FeSO4 0. 001 0. 005%、MgS04 ·7Η20 0· 05 0. 1%、蔗糖廣6%、余量為蒸溜水， 將各組分溶于蒸餾水中，121°C滅菌20分鐘后備用；
2)將醬油曲霉菌種(Aspergillussouae)接種于上述培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基pH 5. 5飛.5， 培養(yǎng)溫度為2(T30°C，10(T200r/min轉(zhuǎn)數(shù)下振蕩培養(yǎng)4(T60h，即得培養(yǎng)液；
3)將上述培養(yǎng)液過(guò)濾去除菌體后，在液體中加入體積為其3 10倍、溫度為4°C的無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀，在溫度為4°C條件下靜置10-12小時(shí)，然后在200(T5000rpm下離心分離，得到沉淀物；
4)將上述沉淀物加入蒸餾水至其完全溶解，所得溶液按相同的條件重復(fù)步驟3)中的沉淀、靜置及分離操作，得到二次沉淀物；
5)再將二次沉淀物按相同的條件重復(fù)步驟4)中的溶解、沉淀、靜置及分離操作2 3次， 即可制得純化的微生物絮凝劑。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明采用了化學(xué)絮凝劑(PAC)和微生物絮凝劑復(fù)配的方法，選用合適的復(fù)配配方和處理方法，解決了目前PAC的使用會(huì)形成二次污染的缺點(diǎn)， 既降低了 PAC的使用量，提高了絮凝效率，又由于微生物絮凝劑和PAC的鍵合和微生物絮凝劑的網(wǎng)捕作用達(dá)到了高效去除殘留鋁的作用，是一種經(jīng)濟(jì)、高效的去除水中殘留鋁的絮凝方法。


圖1為制備的微生物絮凝劑外貌形態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式首先制備微生物絮凝劑，即由醬油曲霉菌種(Aspergillus souae,上海醫(yī)藥工業(yè)研究院菌種保藏中心購(gòu)買)經(jīng)培養(yǎng)分離純化而制得，步驟如下
1)制備培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的組分及質(zhì)量百分比為=NaNO30. 3%、KCl 0. 05%、K2HPO4 0. 1%、 FeSO4 0. 001%、MgSO4 · 7Η20 0. 05%、蔗糖3%、余量為蒸餾水，將各組分溶于蒸餾水中，121°C 滅菌20分鐘后備用；
2)將醬油曲霉菌種(Aspergillussouae)接種于上述培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基pH 6. 5，培養(yǎng)溫度為^°C，150r/min轉(zhuǎn)數(shù)下振蕩培養(yǎng)60h，即得培養(yǎng)液；
3)將上述培養(yǎng)液過(guò)濾去除菌體后，在液體中加入體積為其5倍、溫度為4°C的無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀，在溫度為4°C條件下靜置12小時(shí)，然后在5000rpm下離心分離，得到沉淀物；
4)將上述沉淀物加入蒸餾水至其完全溶解，所得溶液按相同的條件重復(fù)步驟3)中的沉淀、靜置及分離，得到二次沉淀物；
45)再將二次沉淀物按相同的條件重復(fù)步驟4)中的溶解、沉淀、靜置及分離操作2次，即可制得純化的微生物絮凝劑。附圖為制備的微生物絮凝劑外貌形態(tài)圖。實(shí)施例1
一種采用絮凝工藝有效去除水中殘留鋁的方法，采用以鋁系絮凝劑為主絮凝劑、微生物絮凝劑為助劑的絮凝工藝，包括如下步驟
1)選用鋁系絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)為主絮凝劑，在所處理水中加入聚合氯化鋁，加入量為 50mg/L ；
2)在上述所處理水中加入制備的微生物絮凝劑，加入量為15mg/L；
3)將加入聚合氯化鋁和微生物絮凝劑后的所處理水，在300rpm的攪拌速度下快速攪拌2min，然后降低攪拌速率至50rpm，再慢速攪拌20min，靜止20min后，排出上清液即可。檢測(cè)結(jié)果表明上清液中的澄清度良好，而且殘留鋁可低至0.0085mg/L，而不采用此方法單獨(dú)使用PAC的處理水殘留鋁可達(dá)0. 289;3mg/L，超出了限定標(biāo)準(zhǔn)，殘留鋁含量減少幅度達(dá)97. 1%。實(shí)施例2:
一種采用絮凝工藝有效去除水中殘留鋁的方法，采用以鋁系絮凝劑為主絮凝劑、微生物絮凝劑為助劑的絮凝工藝，包括如下步驟
1)選用鋁系絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)為主絮凝劑，在所處理水中加入聚合氯化鋁，加入量為 80mg/L ；
2)在上述所處理水中加入制備的微生物絮凝劑，加入量為6mg/L；
3)將加入聚合氯化鋁和微生物絮凝劑后的所處理水，在400rpm的攪拌速度下快速攪拌lmin，然后降低攪拌速率至60rpm，再慢速攪拌lOmin，靜止30min后，排出上清液即可。檢測(cè)結(jié)果表明上清液中的澄清度良好，而且殘留鋁可低至0.0035mg/L，而不采用此方法單獨(dú)使用PAC的處理水殘留鋁可達(dá)0. 2275mg/L，超出了限定標(biāo)準(zhǔn)，殘留鋁含量減少幅度達(dá)98. 5%ο
權(quán)利要求
1.一種采用絮凝工藝有效去除水中殘留鋁的方法，其特征在于采用以鋁系絮凝劑為主絮凝劑、微生物絮凝劑為助劑的絮凝工藝，包括如下步驟1)選用鋁系絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)為主絮凝劑，在所處理水中加入聚合氯化鋁，加入量為 50-150mg/L ；2)選用微生物絮凝劑為助劑，在上述所處理水中加入微生物絮凝劑，加入量為5-25mg/L ；3)將加入聚合氯化鋁和微生物絮凝劑后的所處理水，在300-500rpm的攪拌速度下快速攪拌l-5min，然后降低攪拌速率至30-100rpm，再慢速攪拌5-30min，靜止10-30min后，排出上清液即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用絮凝工藝有效去除水中殘留鋁的方法，其特征在于所述微生物絮凝劑是由醬油曲霉菌種(Aspergillus souae,上海醫(yī)藥工業(yè)研究院菌種保藏中心購(gòu)買)經(jīng)培養(yǎng)分離純化而制得，步驟如下1)制備培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的組分及質(zhì)量百分比為=NaNO30. 3 0. 5%、KCl 0. 05 0. 1%、 K2HPO4 0. Γ0. 5%,FeSO4 0. 001 0. 005%、MgS04 ·7Η20 0· 05 0. 1%、蔗糖廣6%、余量為蒸溜水， 將各組分溶于蒸餾水中，121°C滅菌20分鐘后備用；2)將醬油曲霉菌種(Aspergillussouae)接種于上述培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基pH 5. 5飛.5， 培養(yǎng)溫度為2(T30°C，10(T200r/min轉(zhuǎn)數(shù)下振蕩培養(yǎng)4(T60h，即得培養(yǎng)液；3)將上述培養(yǎng)液過(guò)濾去除菌體后，在液體中加入體積為其3 10倍、溫度為4°C的無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀，在溫度為4°C條件下靜置10-12小時(shí)，然后在200(T5000rpm下離心分離，得到沉淀物；4)將上述沉淀物加入蒸餾水至其完全溶解，所得溶液按相同的條件重復(fù)步驟3)中的沉淀、靜置及分離操作，得到二次沉淀物；5)再將二次沉淀物按相同的條件重復(fù)步驟4)中的溶解、沉淀、靜置及分離操作2 3次， 即可制得純化的微生物絮凝劑。
全文摘要
一種采用絮凝工藝有效去除水中殘留鋁的方法，采用以鋁系絮凝劑為主絮凝劑、微生物絮凝劑為助劑的絮凝工藝，包括如下步驟1)選用鋁系絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)為主絮凝劑；2)選用微生物絮凝劑醬油曲霉菌種為助劑；3)將聚合氯化鋁和微生物絮凝劑加入所處理水中，分別進(jìn)行快速攪拌和慢速攪拌，靜止后排出上清液即可。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用了化學(xué)絮凝劑和微生物絮凝劑復(fù)配的處理方法，解決了目前PAC的使用會(huì)形成二次污染的缺點(diǎn)，既降低了PAC的使用量、提高了絮凝效率，又由于微生物絮凝劑和PAC的鍵合和微生物絮凝劑的網(wǎng)捕作用達(dá)到了高效去除殘留鋁的作用，是一種經(jīng)濟(jì)、高效的去除水中殘留鋁的絮凝方法。
文檔編號(hào)C02F9/04GK102351343SQ20111019017
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者唐靜, 王蘭 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)