專利名稱：一種去除飲用水中鐵離子的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種去除飲用水中鐵離子的方法，屬于環(huán)境技術中的飲用水處理領域。
背景技術：
鐵是人體的必需微量元素之一，鐵離子與汞、鎘、砷、鉛、鉻等重金屬離子相比，雖然不會對人體造成顯著危害，但也會給環(huán)境帶來很大影響。當水中的含鐵量大于o.ang/ L(以狗計)時水便變渾，超過1 mg/L時，水具有鐵腥味。人體缺鐵會引起免疫功能下降， 消化功能減弱，神經(jīng)活動衰退等一系列疾??；攝入過多，多余的鐵質(zhì)以氫氧化鐵的膠體形式積蓄于肝臟，不利于血在肝細胞中的移動，從而損害人的健康。因此，國家對飲用水中的鐵含量作了限制，其限值為0. 3mg/L0對于飲用水中鐵離子的傳統(tǒng)去除方法主要有自然氧化法和曝氣接觸氧化法兩種。 自然氧化法是在建國初期，從國外引進的一種應用較多的除鐵工藝，但運行系統(tǒng)復雜，設備龐大，工程投資高，處理效果不穩(wěn)定，出水經(jīng)常不合格，從20世紀60年代起逐步被接觸氧化法所替代。接觸氧化法是對自然氧化法的一大改進，簡化了自然氧化法的工藝流程，提高了除鐵的效果和穩(wěn)定性，但不是所有的原水都是用接觸氧化法除鐵，強還原物質(zhì)濃度高的水， 鐵的氧化作用將受到妨礙，亞鐵離子易于在濾料上水層中形成細微氫氧化鐵離子，將影響出水水質(zhì)。此外，還有利用臭氧、氯、高錳酸鉀等強氧化劑進行水處理，但易造成水的二次污
^fe ο本發(fā)明利用海藻酸鈉對細菌進行固定化，形成凝膠小球，水中的鐵離子透過小球與細菌接觸被處理，而細菌逃離不出其生存的微環(huán)境，有效防止了細菌的流失，避免了因為細菌造成的二次污染，降低了工程投資和運行費用，進一步增強了除鐵效果，達到了常規(guī)除鐵技術難以達到的除鐵效果，提供了除鐵領域的一個新發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種利用海藻酸鈉固定化除鐵細菌去除飲用水中鐵的方法，本發(fā)明具有工藝簡單，投資、運行費用低，微生物濃度高，反應速度快，處理效率高，傳質(zhì)效果好，除鐵效果佳，出水水質(zhì)穩(wěn)定達標，無二次污染，過濾周期長和對水質(zhì)適應范圍廣等特點。本發(fā)明采用的技術方案如下
(1)培養(yǎng)復合除鐵細菌；
(2)制備固定化除鐵細菌凝膠小球；
(3)將固定化除鐵細菌凝膠小球用無紡布包裹后置于柱狀反應器中，采用下進上出式進水，曝氣3 5小時，出水中含鐵量即可達到《生活飲用水標準》(GB5749-2006)。復合除鐵細菌的培養(yǎng)方案如下
(1)培養(yǎng)基的制備按葡萄糖20g/L，脲120g/L，蛋白胨5 g/L，硫酸鎂0.3 g/L，磷酸鉀
36 g/L，氯化鈉0. 1 g/L，硫酸銨0.4 g/L，瓊脂18 g/L的比例溶解到一定量的蒸餾水中，調(diào)節(jié)pH值6. 5 7. 5，在112° C下滅菌30min ；
(2)將復合除鐵細菌以2%的接種量接種在步驟(1)制備培養(yǎng)液中，在120r/min的搖床中連續(xù)培養(yǎng)2 3天，培養(yǎng)過程溫度控制在25 40° C ；
(3)將培養(yǎng)后復合細菌菌液取出，用3000r/min的轉(zhuǎn)速離心濃縮15min后，棄去上清夜， 菌體用無菌水洗滌3 4次，備用。所述的復合除鐵細菌是鞘鐵菌、氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌中的兩種或兩種以上構(gòu)成的復合菌。固定化除鐵細菌凝膠小球的制備如下
(1)將濃度為3 5%的海藻酸鈉包埋劑在90°C水浴鍋中完全溶解，冷卻至室溫后與上述制得復合除鐵細菌菌體按照菌體與包埋劑1:2的重量比進行混合；
(2)將混合后的粘稠液體用滴管滴入到濃度為1 3%的交聯(lián)劑海泡石中，進行交聯(lián)；
(3)交聯(lián)16 M小時后，取出固定化復合除鐵細菌小球用無菌生理鹽水及去離子水沖洗掉多余的鈣離子、氯離子，制得純的固定化復合除鐵細菌凝膠小球。所述海藻酸鈉的最佳濃度為4%，海泡石的最佳濃度為1%，最佳交聯(lián)時間為18小時。
具體實施例方式將復合除鐵菌以2%的接種量接種在培養(yǎng)液中，在120r/min的搖床中連續(xù)培養(yǎng) 2 3天，培養(yǎng)液pH=6. 5 7. 5，培養(yǎng)過程溫度控制在25 40° C，取出，用3000r/min的轉(zhuǎn)速離心濃縮15min，棄去上清夜，菌體用無菌水洗滌3 4次。將濃度為3 5%的包埋劑海藻酸鈉在90° C水浴鍋中完全溶解，冷卻至室溫后與上述制得復合除鐵細菌菌體按照菌體與包埋劑1:2的重量比進行混合，將混合后的粘稠液體用滴管滴入到濃度為1 3%的交聯(lián)劑海泡石中，交聯(lián)16 M小時后，取出固定化復合除鐵細菌小球用無菌生理鹽水及去離子水沖洗掉多余的鈣離子、氯離子，制得純的固定化復合除鐵細菌凝膠小球。將固定化除鐵細菌凝膠小球用無紡布包裹后置于柱狀反應器中，采用下進上出式進水，曝氣3 5小時，出水中含鐵量即可達到《生活飲用水標準》(GB5749-2006)。實例1
將鞘鐵菌、氧化亞鐵硫桿菌的復合除鐵細菌以2%的接種量接種在pH=7.0的培養(yǎng)液中，在30° C，120r/min的搖床中連續(xù)培養(yǎng)2天，離心濃縮后獲得復合菌體，用濃度為3 %的海藻酸鈉作包埋劑，將復合菌體與包埋劑以1:2的重量比進行混合，混合后的粘稠液體用滴管滴入到濃度為2%的交聯(lián)劑海泡石中，交聯(lián)17小時，制得固定化復合除鐵細菌凝膠小球，用無紡布包裹后置于柱狀反應器中，將含鐵量為lmg/L某自來水廠的水采用下進上出式引入到柱狀反應器中，曝氣3小時，出水中鐵含量降到了 0. lmg/L。實例2
將氧化硫硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌的復合除鐵細菌以2%的接種量接種在pH=6. 5的培養(yǎng)液中，在25° C，120r/min的搖床中連續(xù)培養(yǎng)3天，離心濃縮后獲得復合菌體，用濃度為 4%的海藻酸鈉作包埋劑，將復合菌體與包埋劑以1:2的重量比進行混合，混合后的粘稠液體用滴管滴入到濃度為的交聯(lián)劑海泡石中，交聯(lián)18小時，制得固定化復合除鐵細菌凝膠小球，用無紡布包裹后置于柱狀反應器中，將含鐵量為5mg/L某自來水廠的水采用下進上出式引入到柱狀反應器中，曝氣4小時，出水中鐵含量降到了 0. lmg/L。實例3
將鞘鐵菌、氧化硫硫桿菌的復合除鐵細菌以2%的接種量接種在pH=6. 5的培養(yǎng)液中， 在35° C，120r/min的搖床中連續(xù)培養(yǎng)3天，離心濃縮后獲得復合菌體，用濃度為5%的海藻酸鈉作包埋劑，將復合菌體與包埋劑以1:2的重量比進行混合，混合后的粘稠液體用滴管滴入到濃度為2%的交聯(lián)劑海泡石中，交聯(lián)19小時，制得固定化復合除鐵細菌凝膠小球， 用無紡布包裹后置于柱狀反應器中，將含鐵量為10mg/L某自來水廠的水采用下進上出式弓丨入到柱狀反應器中，曝氣4小時，出水中鐵含量降到了 0. lmg/L。實例4
將鞘鐵菌、氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌的復合除鐵細菌以2%的接種量接種在 pH=6. 5的培養(yǎng)液中，在30° C，120r/min的搖床中連續(xù)培養(yǎng)3天，離心濃縮后獲得復合菌體，用濃度為4%的海藻酸鈉作包埋劑，將復合菌體與包埋劑以1:2的重量比進行混合，混合后的粘稠液體用滴管滴入到濃度為的交聯(lián)劑海泡石中，交聯(lián)18小時，制得固定化復合除鐵細菌凝膠小球，用無紡布包裹后置于柱狀反應器中，將含鐵量為20mg/L某自來水廠的水采用下進上出式引入到柱狀反應器中，曝氣5小時，出水中鐵含量降到了 0. 2mg/L0
權(quán)利要求
1.一種去除飲用水中鐵的方法，其特征在于將固定化除鐵細菌凝膠小球用無紡布包裹后置于柱狀反應器中，采用下進上出式進水，曝氣3 5小時，出水中含鐵量即可達到《生活飲用水標準》(GB5749-2006)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一中去除飲用水中鐵的方法，其特征在于固定化除鐵細菌凝膠小球的制備如下(1)將濃度為3 5%的海藻酸鈉包埋劑在90°C水浴鍋中完全溶解，冷卻至室溫后與復合除鐵細菌菌體按照菌體與包埋劑1:2的重量比進行混合；(2)將混合后的粘稠液體用滴管滴入到濃度為1 3%的交聯(lián)劑海泡石中，進行交聯(lián)；(3)交聯(lián)16 M小時后，取出固定化復合除鐵細菌小球用無菌生理鹽水及去離子水沖洗掉多余的鈣離子、氯離子，制得純的固定化復合除鐵細菌凝膠小球。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一中去除飲用水中鐵的方法，其特征在于所述的復合除鐵細菌是鞘鐵菌、氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌中的兩種或兩種以上構(gòu)成的復合菌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一中去除飲用水中鐵的方法，其特征在于復合除鐵細菌的培養(yǎng)方案如下(1)培養(yǎng)基的制備按葡萄糖20g/L，脲120g/L，蛋白胨5g/L，硫酸鎂0.3 g/L，磷酸鉀 6 g/L，氯化鈉0. 1 g/L，硫酸銨0.4 g/L，瓊脂18 g/L的比例溶解到一定量的蒸餾水中，調(diào)節(jié)pH值6. 5 7. 5，在112° C下滅菌30min;(2)將復合除鐵細菌以2%的接種量接種在步驟(1)制備培養(yǎng)液中，在120r/min的搖床中連續(xù)培養(yǎng)2 3天，培養(yǎng)過程溫度控制在25 40° C;(3)將培養(yǎng)后復合細菌菌液取出，用3000r/min的轉(zhuǎn)速離心濃縮15min后，棄去上清夜，菌體用無菌水洗滌3 4次，備用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除飲用水中鐵離子的方法，屬于環(huán)境技術中的飲用水處理領域。具體方法是通過海藻酸鈉包埋、海泡石交聯(lián)與復合除鐵細菌固化制備而成除鐵細菌凝膠小球，用無紡布包裹后置于柱狀反應器中，采用下進上出式進水，曝氣3～5小時，出水中含鐵量即可達到《生活飲用水標準》(GB5749-2006)。本發(fā)明具有工藝簡單，投資、運行費用低，微生物濃度高，反應速度快，處理效率高，傳質(zhì)效果好，除鐵效果佳，出水水質(zhì)穩(wěn)定達標，無二次污染，過濾周期長和對水質(zhì)適應范圍廣等特點。
文檔編號C02F3/34GK102464407SQ20111032058
公開日2012年5月23日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者金利軍, 雷思宇, 雷春生 申請人:常州亞環(huán)環(huán)?？萍加邢薰?br>