System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种水体重金属修复方法及修复剂技术_技高网
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一种水体重金属修复方法及修复剂技术

技术编号:43175416 阅读:3 留言:0更新日期:2024-11-01 20:03
本发明专利技术公开了一种水体重金属修复方法及修复剂。该修复剂由巴氏芽孢杆菌菌液、胶结物质和天然方解石混合而成。将天然方解石和微生物菌液与重金属污染溶液混合,同时添加胶结物质,进行水体重金属钝化,修复污染水体。该方法弥补了方解石吸附的不稳定性的同时提升了微生物诱导碳酸盐沉淀(简称MICP)对于Cu<supgt;2+</supgt;的修复效果。同时减少了巴氏芽孢杆菌菌液用量,降本增效效果显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水体重金属修复方法,具体涉及一种水体重金属修复方法,特别涉及重金属铜(cu)污染溶液修复方法。


技术介绍

1、重金属(hms)广泛应用于现代工业生产。但由于工业生产中废物处理不彻底,大量含有重金属的污水和固体废物排放到环境中,造成严重的环境污染。hms具有毒性和生物蓄积性的特点,当生物体暴露于hms污染的废水中时,会引起蛋白质结构的不可逆变化并影响组织和细胞的功能。特别是cu,作为一种有毒重金属,接触过量的cu会导致人类出现肾衰竭、神经系统和消化系统方面的疾病。中国土壤中cu的平均浓度为448mg/kg,是安全限值的4.5倍,并且随着降雨等因素cu会释放到地下水中。因此,目前迫切需要开发经济环保的废水处理技术。

2、尽管存在多种物理和化学方法可用于处理hms污染的废水,包括吸附、离子交换、化学沉淀,电化学反应技术,但这些方法各有限制。物理吸附和离子交换处理重金属容量有限,处理复合重金属废水效果不佳;化学沉淀成本昂贵,会产生大量难以处理的重金属污泥。而生物处理技术以其低成本、生态友好的优势受到学界和工程界的关注。

3、micp利用生物矿化处理重金属污染,通过碳酸盐沉淀封装hms并防止其在水体中扩散和迁移。在文献“qiao suyu,zeng guoquan,wang xitong,daichenggang,shengmingping,chen qun,xu fei,xu heng.multiple heavymetals immobilization based onmicrobially induced carbonate precipitation byureolytic bacteria and theprecipitation patterns exploration”(chemosphere,2021,274:129661.)、文献“xuezhongfei,cheng wenchieh,wang lin,qin peng,zhangbin.revealing degradation andenhancement mechanisms affecting copper(cu)immobilization using microbial-induced carbonate precipitation(micp)”(journal ifenvironmental chemicalengineering,2022,10(5)∶108479.)中,qiao等直接添加菌液和胶结液到160mgg/l的cu、zn、cd溶液中,2h后去除率cu2+的去除率仅为75.10%,而zn2+和cd2+去除率分别为98.03%和96.18%;xue等采用水化学平衡软件visual minteq软件模拟了micp修复cu溶液过程,指出矿化反应副产物会与cu2+发生络合反应,生成难以被碳酸钙吸附固定的铜氨络合物


技术实现思路

1、专利技术目的:本专利技术提供一种修复效果好的水体重金属修复方法和修复剂,该修复方法通过micp技术与天然方解石共同组合的修复方法,来对cu污染溶液进行修复,不仅有效地解决了micp对于cu污染溶液修复效率低下的问题,同时发挥了micp胶结能力强、钝化重金属长期有效的优势。

2、技术方案:本专利技术一方面提供水体重金属修复剂,该水体重金属修复剂,由微生物菌液、胶结物质和天然方解石混合而成。

3、本专利技术另一方面提供水体重金属修复方法,将天然方解石和微生物菌液与重金属污染溶液混合,钝化水体重金属,修复污染水体。

4、先使用天然方解石吸附待处理重金属cu溶液混合,利用方解石吸附特性降低游离cu2+浓度,减缓金属阳离子对脲酶活性的损害和巴氏芽孢杆菌的毒害;而后,将巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液加入上述混合溶液中,脲酶水解尿素生成和oh-,通过生物吸附、金属碳酸盐沉淀、氢氧化物沉淀、共沉淀等方式进一步钝化cu2+,同时将溶液中悬浮松散的天然方解石胶结固定,在已吸附cu2+的方解石表面形成新的屏障,阻止金属离子再次溶解释放。

5、进一步地,先将天然方解石与重金属污染溶液混合,后将微生物菌液加入混合液中。

6、进一步地,所述重金属污染溶液为重金属cu溶液。

7、进一步地,重金属cu溶液的浓度分别为500mg/l、1000mg/l、1500mg/l、2000mg/l、2500mg/l。

8、进一步地,天然方解石与重金属cu溶液混合,恒温振荡24~48h。

9、进一步地,天然方解石与重金属cu溶液用量比为0.5g:60mi~2.0g:60ml。

10、进一步地,所述微生物菌液为巴氏芽孢杆菌菌液。

11、进一步地,巴氏芽孢杆菌菌液与重金属cu溶液的体积比为1:3~1:1,并加入尿素和无水氯化钙。

12、进一步地,菌液和cu溶液混合完成后尿素浓度为0.5mol/l,尿素的摩尔浓度和氯化钙中钙离子的摩尔浓度之比为1∶1.1~1.5。

13、进一步地,巴氏芽孢杆菌的培养基成分包括尿素、酪蛋白胨、大豆蛋白胨和氯化钠。

14、本专利技术与现有技术相比,具有如下优势:

15、该水体重金属污染修复方法相比单独使用天然方解石吸附水体重金属和单独使用micp技术钝化水体重金属效果甚佳,弥补了方解石吸附的不稳定性的同时提升了micp对于cu2+的修复效果。同时减少了巴氏芽孢杆菌菌液用量,降本增效效果显著。该水体重金属修复方法用少量的外掺天然方解石配合有长期效益的化学固定与微生物原位修复技术结合,可使水体重金属浓度大幅降低,同时生成易于处理的重金属碳酸盐沉淀,实现水体重金属的深度净化。

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【技术保护点】

1.一种水体重金属修复剂,其特征在于,由微生物菌液、胶结物质和天然方解石混合而成。

2.根据权利要求1所述的水体重金属修复剂,其特征在于,所述微生物菌液为巴氏芽孢杆菌菌液;胶结物质成分包括尿素和氯化钙。

3.根据权利要求2所述的水体重金属修复剂,其特征在于,巴氏芽孢杆菌的培养基成分包括尿素、酪蛋白胨、大豆蛋白胨和氯化钠。

4.权利要求1-3任一项所述的修复剂用于水体重金属修复方法,其特征在于,将天然方解石和微生物菌液与重金属污染溶液混合,同时添加胶结物质进行水体重金属钝化,修复污染水体。

5.根据权利要求4所述的水体重金属修复方法,其特征在于,所述重金属污染溶液为重金属Cu溶液。

6.根据权利要求5所述的水体重金属修复方法,其特征在于,重金属Cu溶液的浓度分别为500mg/L、1000mg/L、1500mg/L、2000mg/L、2500mg/L。

7.根据权利要求6所述的水体重金属修复方法,其特征在于,天然方解石与重金属Cu溶液混合,恒温振荡24~48h。

8.根据权利要求4所述的水体重金属修复方法,其特征在于,天然方解石与重金属溶液用量比为0.5g:60mL~2.0g:60mL。

9.根据权利要求7所述的水体重金属修复方法,其特征在于,微生物菌液与重金属溶液的体积比为1:3~1:1。

10.根据权利要求9所述的水体重金属修复方法,其特征在于,胶结物质中的尿素与Cu重金属溶液的用量比为0.9g∶60mL~2.7g∶60mL,胶结物质中的尿素与氯化钙摩尔浓度比为1∶1.1~1∶1.5。

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【技术特征摘要】

1.一种水体重金属修复剂,其特征在于,由微生物菌液、胶结物质和天然方解石混合而成。

2.根据权利要求1所述的水体重金属修复剂,其特征在于,所述微生物菌液为巴氏芽孢杆菌菌液;胶结物质成分包括尿素和氯化钙。

3.根据权利要求2所述的水体重金属修复剂,其特征在于,巴氏芽孢杆菌的培养基成分包括尿素、酪蛋白胨、大豆蛋白胨和氯化钠。

4.权利要求1-3任一项所述的修复剂用于水体重金属修复方法,其特征在于,将天然方解石和微生物菌液与重金属污染溶液混合,同时添加胶结物质进行水体重金属钝化,修复污染水体。

5.根据权利要求4所述的水体重金属修复方法,其特征在于,所述重金属污染溶液为重金属cu溶液。

6.根据权利要求5所述的水体重金属修复方法,其特征在于,重金...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈永贵江昭明付俊周罕张宇汤禹文子豪
申请(专利权)人:同济大学
类型:发明
国别省市:

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