本發明涉及高效生物絮凝劑的制備方法及其在洗砂廢水處理上的應用。

背景技術：

隨著我國的經濟社會發展，洗砂廢水排放問題日趨顯著，特別是工業石英純化廢水已成為廢水排放問題的重難點。洗砂廢水主要含有大量的鐵、鎳、鉻、錳等重金屬，是具有高色度、可生化性差、處理難度大等特點的酸性廢水。若將此洗砂廢水排放到環境中，勢必對環境中水體造成不同程度的污染，對水環境帶來很多危害，也會對人們的生存環境也帶來負面影響。

絮凝過程是目前國內外眾多水處理工藝中應用最廣泛、最普遍操作方式之一，是廢水處理過程中不可缺少的關鍵環節。絮凝效果的好壞往往決定了后續流程的運行狀況、最終出水水質和費用；而絮凝劑的選擇，對于提高出水水質、降低制水成本有著重要的技術經濟價值。

目前的鐵基絮凝劑大多數是用化學氧化法來制備，存在強氧化劑用量大、反應條件難度大、成本高、有二次污染等缺陷，限制了其在廢水處理中的應用，而生物絮凝劑則具有高效、安全等特點。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種高效生物絮凝劑的制備方法，還涉及了該高效生物絮凝劑在洗砂廢水處理上的應用。

為解決上述技術問題，本發明提供以下技術方案：高效生物絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)配制第一類9k培養基和第二類9k培養基：

第一類9k培養基的配制過程：稱取七水合硫酸亞鐵44.78g、硫酸銨3.0g、氯化鉀0.1g、磷酸氫二鉀0.5g、硫酸鎂0.5g、硝酸鈣0.01g溶解于1l蒸餾水中，攪拌形成第一類9k培養基；第二類9k培養基的配制過程：稱取七水合硫酸亞鐵222.39g、硫酸銨0.5g、氯化鉀0.1g、磷酸氫二鉀0.5g、硫酸鎂0.5g溶解于1l蒸餾水中，攪拌形成第二類9k培養基；

(2)對氧化亞鐵硫桿菌的分離富集：

將10ml的氧化亞鐵硫桿菌的原始菌液加入到100ml的第一類9k培養基中，并調節ph至2.0，在30℃、100r/min的空氣搖床中進行培養，當液體顏色由草綠色變成黃色后，將其轉接到新鮮的第一類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到富集程度高的氧化亞鐵硫桿菌；

(3)制備生物強氧化劑：

將步驟(2)得到的氧化亞鐵硫桿菌加入到ph調至1.5的第一類9k培養基中，當液體顏色由草綠色變為黃色后，將其轉接到新鮮的且ph調至1.5的第一類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到生物強氧化劑；

(4)制備高效生物絮凝劑：

取步驟(3)得到的生物強氧化劑5-15ml加入到100ml的第二類9k培養基中，并調節ph為1-2，在30-40℃、50-150r/min的空氣搖床中進行培養，當液體顏色由草綠色變成黃色后，將其轉接到新鮮的第二類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到高效生物絮凝劑。

在上述方案基礎上，在制備高效生物絮凝劑的過程中，所取生物強氧化劑為10ml，然后加入到100ml的第二類9k培養基中，并調節ph為1.5，在35℃、100r/min的空氣搖床中進行培養。

上述制備方法所制備的高效生物絮凝劑在洗砂廢水處理上的應用。

在上述方案基礎上，按照高效生物絮凝劑投加量∶洗砂廢水量＝1∶50的比例，將高效生物絮凝劑加入洗砂廢水中，先以120r/min快速攪拌30s，再以50r/min慢速攪拌20min，然后靜置沉淀20min，即可得到處理好的上清液。

本發明與現有技術相比具有的有益效果是：本發明高效生物絮凝劑的制備過程中，選用的氧化劑有別于傳統常用的雙氧水、次氯酸鈉，而是采用經過定向優化的氧化亞鐵硫桿菌，用量少、成本低。該生物絮凝劑具有無毒、高效、無二次污染、可自然降解等優勢，在去除洗砂廢水中的色度、有機物以及金屬離子時，具有較好的效果；具有非常廣泛的應用前景，對我國的工業水污染處理的發展具有重要意義。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

高效生物絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)配制第一類9k培養基和第二類9k培養基：

第一類9k培養基的配制過程：稱取七水合硫酸亞鐵44.78g、硫酸銨3.0g、氯化鉀0.1g、磷酸氫二鉀0.5g、硫酸鎂0.5g、硝酸鈣0.01g溶解于1l蒸餾水中，攪拌形成第一類9k培養基；第二類9k培養基的配制過程：稱取七水合硫酸亞鐵222.39g、硫酸銨0.5g、氯化鉀0.1g、磷酸氫二鉀0.5g、硫酸鎂0.5g溶解于1l蒸餾水中，攪拌形成第二類9k培養基；

(2)對氧化亞鐵硫桿菌的分離富集：

將10ml的氧化亞鐵硫桿菌的原始菌液加入到100ml的第一類9k培養基中，并調節ph至2.0，在30℃、100r/min的空氣搖床中進行培養，當液體顏色由草綠色變成黃色后，將其轉接到新鮮的第一類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到富集程度高的氧化亞鐵硫桿菌；

(3)制備生物強氧化劑：

將步驟(2)得到的氧化亞鐵硫桿菌加入到ph調至1.5的第一類9k培養基中，當液體顏色由草綠色變為黃色后，將其轉接到新鮮的且ph調至1.5的第一類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到生物強氧化劑；

(4)制備高效生物絮凝劑。

其中，該步驟(4)的制備高效生物絮凝劑可以采用以下任一方案制得：

方案一：

取步驟(3)得到的生物強氧化劑10ml加入到100ml的第二類9k培養基中，并調節ph為1.5，在35℃、100r/min的空氣搖床中進行培養，當液體顏色由草綠色變成黃色后，將其轉接到新鮮的第二類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到高效生物絮凝劑。

方案二：

取步驟(3)得到的生物強氧化劑5ml加入到100ml的第二類9k培養基中，并調節ph為1.5，在35℃、100r/min的空氣搖床中進行培養，當液體顏色由草綠色變成黃色后，將其轉接到新鮮的第二類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到高效生物絮凝劑。

方案三：

取步驟(3)得到的生物強氧化劑15ml加入到100ml的第二類9k培養基中，并調節ph為1.5，在35℃、100r/min的空氣搖床中進行培養，當液體顏色由草綠色變成黃色后，將其轉接到新鮮的第二類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到高效生物絮凝劑。

方案四：

取步驟(3)得到的生物強氧化劑10ml加入到100ml的第二類9k培養基中，并調節ph為1.0，在35℃、100r/min的空氣搖床中進行培養，當液體顏色由草綠色變成黃色后，將其轉接到新鮮的第二類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到高效生物絮凝劑。

方案五：

取步驟(3)得到的生物強氧化劑10ml加入到100ml的第二類9k培養基中，并調節ph為2.0，在35℃、100r/min的空氣搖床中進行培養，當液體顏色由草綠色變成黃色后，將其轉接到新鮮的第二類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到高效生物絮凝劑。

方案六：

取步驟(3)得到的生物強氧化劑10ml加入到100ml的第二類9k培養基中，并調節ph為1.5，在30℃、100r/min的空氣搖床中進行培養，當液體顏色由草綠色變成黃色后，將其轉接到新鮮的第二類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到高效生物絮凝劑。

方案七：

取步驟(3)得到的生物強氧化劑10ml加入到100ml的第二類9k培養基中，并調節ph為1.5，在40℃、100r/min的空氣搖床中進行培養，當液體顏色由草綠色變成黃色后，將其轉接到新鮮的第二類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到高效生物絮凝劑。

方案八：

取步驟(3)得到的生物強氧化劑10ml加入到100ml的第二類9k培養基中，并調節ph為1.5，在35℃、50r/min的空氣搖床中進行培養，當液體顏色由草綠色變成黃色后，將其轉接到新鮮的第二類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到高效生物絮凝劑。

方案九：

取步驟(3)得到的生物強氧化劑10ml加入到100ml的第二類9k培養基中，并調節ph為1.5，在35℃、150r/min的空氣搖床中進行培養，當液體顏色由草綠色變成黃色后，將其轉接到新鮮的第二類9k培養基中；如此反復操作若干次，得到高效生物絮凝劑。

采用上述方法在高效生物絮凝劑的制備過程中，選用的氧化劑有別于傳統常用的雙氧水、次氯酸鈉，而是采用經過定向優化的氧化亞鐵硫桿菌，用量少、成本低。該生物絮凝劑具有無毒、高效、無二次污染、可自然降解等優勢，在去除洗砂廢水中的池度、色度、有機物以及金屬離子時，具有較好的效果。

本發明還需強調保護的是：由上述方法制備的高效生物絮凝劑在洗砂廢水處理上的應用。具體是：按照高效生物絮凝劑投加量∶洗砂廢水量＝1∶50的比例，將高效生物絮凝劑加入洗砂廢水中，先以120r/min快速攪拌30s，再以50r/min慢速攪拌20min，然后靜置沉淀20min，即可得到處理好的上清液。

將上述九中方案制備的高效生物絮凝劑分別應用于處理洗砂廢水，可知，本發明制備方法得到的高效生物絮凝劑處理洗砂廢水后，脫色率可達97.9～99.2％，ph降低在6-9。這說明該高效生物絮凝劑能夠將其ph降低在國家廢水排放標準范圍內，色度也能從高達1024的數值上降低至國家規定排放標準＜50的范圍內。由本發明制備方法得到的高效生物絮凝劑具有非常廣泛的應用前景，對我國的工業水污染處理的發展具有重要意義。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。