CN114163086B

CN114163086B - 一种重金属污染废水的处理装置及方法

Info

Publication number: CN114163086B
Application number: CN202111574776.0A
Authority: CN
Inventors: 路延笃; 费亚兹·艾赫迈德; 瑙润·艾斯茹弗; 崔鑫宇
Original assignee: Hainan University
Current assignee: Hainan University
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2041-12-21
Also published as: CN114163086A; WO2023115607A1

Abstract

本发明涉及废水处理及重金属回收技术领域，尤其涉及一种重金属污染废水的处理装置及方法。本发明的第二光生物反应器中，微藻及其胞外分泌物与重金属离子相互作用，将重金属离子还原为零价重金属颗粒，零价重金属颗粒可附着在细胞表面或穿透细胞膜到达细胞的胞质部分，最终形成沉淀。对于与胞外分泌物作用形成的重金属纳米颗粒，可以通过电泳富集并清除出水体。从电泳腔室排出的水体进入第一沉淀池，在第一沉淀池中进行沉淀，得到的上清液即为处理后的水体，经检测，处理后的水体中重金属离子的去除率较高。同时，收集电泳腔室和第一沉淀池底部的沉淀，可以回收重金属。

Description

一种重金属污染废水的处理装置及方法

技术领域

本发明涉及废水处理及重金属回收技术领域，尤其涉及一种重金属污染废水的处理装置及方法。

背景技术

随着工业化进展的推进，人类对重金属的需求不断增加。采矿和含重金属的工业废水产生的速度也在不断增加。在这些过程中，污水中的重金属被直接或间接的释放至周围的水体，进入河流和大海。重金属污染对生物体健康具有严重的威胁。由于重金属的高毒性、不可降解性和在食物链和生物体中的积累性，导致环境日益恶化。另一方面，重金属属于不可再生资源。对其的回收和再利用对于发展循环经济具有重要意义。同时，净化后的水资源也可以被重新利用，节约了水资源。常规的基于物理化学方法的重金属污染水体的治理方法，往往使重金属与固体颗粒(有机物)相互作用形成沉淀，最终沉积在水底。为了实现水体的再利用，开发了包括基于膜过滤系统、化学方法、物理方法和生物学方法的循环水处理系统。在这些方法中，生物学方法因其温和、高效、无二次污染成为重金属治理的研究热点。尽管如此，目前尚没有任何系统/方法可以同时实现污染水体的重金属去除(水体净化)和回收。因此，亟需开发一种即可以有效地清除污染水体重金属又可以实现重金属回收利用的技术装置体系。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种重金属污染废水的处理装置及方法，采用本发明的处理装置处理重金属污染废水，处理后的水体中重金属离子的去除率较高。

本发明提供了一种重金属污染废水的处理装置，包括：

蓄水池；

第一光生物反应器；所述第一光生物反应器中设置有玻璃管；所述玻璃管的一端与空气泵相连，用于向第一光生物反应器中的绿藻培养液中提供空气；

从所述蓄水池的出水口排出的重金属污染废水与从所述第一光生物反应器的绿藻培养液出口排出的绿藻培养液混合后，进入第二光生物反应器；

电泳腔室；所述电泳腔室中设置有阳极和阴极；所述电泳腔室设置有进水口和出水口；在所述电泳腔室的底部设置有沉淀出口；所述电泳腔室的进水口与所述第二光生物反应器的出水口相连；

与所述电泳腔室的出水口相连的第一沉淀池；所述第一沉淀池设置有出水口；处理后的水体由所述第一沉淀池的出水口排出；

收集罐，所述收集罐设置有第一沉淀进口；所述收集罐的第一沉淀进口与所述电泳腔室的沉淀出口相连。

优选的，所述处理装置还包括太阳能电池板和电压控制器；

所述空气泵通过电压控制器从太阳能电池板接收所需的电能；

所述电泳腔室中的阳极和阴极与所述电压控制器相连，所述电泳腔室通过电压控制器从太阳能电池板接收所需的电能。

优选的，所述第二光生物反应器中设置有搅拌器；

所述搅拌器与电动马达相连；所述电动马达通过电压控制器从太阳能电池板接收所需的电能。

优选的，所述电泳腔室的底部为锥形底部。

优选的，所述第一沉淀池的底部为锥形底部。

本发明还提供了一种上文所述的处理装置处理重金属污染废水的方法，包括以下步骤：

A)将重金属污染废水与绿藻培养液混合后，在光源照射下进行培养，得到处理液；所述光源的发光强度为95～105μmol m^-2s^-1；

B)将所述处理液转移至电泳腔室；在阳极和阴极之间施加电压4～20V，处理18～48h，得到第一沉淀物和第一上清液；

C)将所述第一沉淀物转移至收集罐，将所述第一上清液转移至第一沉淀池，静置46～50h，得到的第二上清液即为处理后的水体。

优选的，所述重金属污染废水中，铅离子的浓度为0.01～200ppm，铜离子的浓度为0.01～120ppm；

所述重金属污染废水的pH值为5～10。

优选的，所述绿藻培养液按照以下方法制备：

在光照下，将绿藻在灭菌后的液体培养基中，25～40℃下培养至绿藻生长的对数期，得到绿藻培养液；所述光照的发光强度为95～105μmol m^-2s^-1；

所述绿藻培养液中的绿藻为保藏编号为CCTCC No：M20211083的绿藻和/或保藏编号为CCTCC No：M20211084的绿藻。

优选的，所述液体培养基按照以下方法制备：

a1)将海盐溶液与三羟甲基氨基甲烷混合，得到第一混合液；所述第一混合液中，海盐的浓度为35g/L，三羟甲基氨基甲烷浓度为1.21g/L；

a2)将所述第一混合液的pH值调节至7.5～8，在120～122℃下灭菌18～22min，得到第二混合液；

a3)将硝酸钠、磷酸二氢钠单水合物和微量元素溶液混合，在120～122℃下灭菌13～17min后，添加至所述第二混合液中，得到第三混合液；所述第二混合液中，硝酸钠的添加量为5g/L，磷酸二氢钠单水合物的添加量为5g/L，微量元素溶液的添加量为1g/L；

所述微量元素溶液由包括五水硫酸铜、二水钼酸钠、七水硫酸锌、六水氯化钴和四水合氯化锰的原料混合后，在120～122℃下灭菌18～22min得到；

所述微量元素溶液中，五水硫酸铜的浓度为19.6g/L，二水钼酸钠的浓度为12.6g/L，七水硫酸锌的浓度为44.0g/L，六水氯化钴的浓度为10.92g/L，四水合氯化锰的浓度为360g/L。

优选的，步骤A)中，重金属污染废水与绿藻培养液混合后的混合液的OD₇₅₀为0.3～0.5；

所述培养在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为18～22rpm；

所述培养的温度为24～35℃，时间为168～192h。

本发明提供了一种重金属污染废水的处理装置，包括：蓄水池；第一光生物反应器；所述第一光生物反应器中设置有玻璃管；所述玻璃管的一端与空气泵相连，用于向第一光生物反应器中的绿藻培养液中提供空气；从所述蓄水池的出水口排出的重金属污染废水与从所述第一光生物反应器的绿藻培养液出口排出的绿藻培养液混合后，进入第二光生物反应器；电泳腔室；所述电泳腔室中设置有阳极和阴极；所述电泳腔室设置有进水口和出水口；在所述电泳腔室的底部设置有沉淀出口；所述电泳腔室的进水口与所述第二光生物反应器的出水口相连；与所述电泳腔室的出水口相连的第一沉淀池；所述第一沉淀池设置有出水口；处理后的水体由所述第一沉淀池的出水口排出；收集罐，所述收集罐设置有第一沉淀进口和第二沉淀进口；所述收集罐的第一沉淀进口与所述电泳腔室的沉淀出口相连，所述收集罐的第二沉淀进口与所述第一沉淀池的沉淀出口相连。

本发明的第二光生物反应器中，微藻及其胞外分泌物与重金属离子相互作用，将重金属离子还原为零价重金属颗粒，零价重金属颗粒可附着在细胞表面或穿透细胞膜到达细胞的胞质部分，最终形成沉淀。对于与胞外分泌物作用形成的重金属纳米颗粒，可以通过电泳富集并清除出水体。从电泳腔室排出的水体进入第一沉淀池，在第一沉淀池中进行沉淀，得到的上清液即为处理后的水体，经检测，处理后的水体中重金属离子的去除率较高。同时，收集电泳腔室和第一沉淀池底部的沉淀，可以回收重金属。

本发明提供的处理装置可用于淡水、海水、工业废水和城市废水等多元水体的处理修复，从而实现水资源的循环利用。同时，对于电泳富集的重金属可以实现回收。最后获得的微藻和重金属混合物，可通过开发生物柴油，进一步回收重金属，实现藻体资源化利用。

生物保藏说明

绿藻MEM-A-403，分类命名为：Clorella sorokiniana MEM-A-403，于2021年08月25日保藏于中国典型培养物保藏中心，地址为：中国.武汉.武汉大学，保藏编号为CCTCCNo：M20211083。

绿藻MEM-A-404，分类命名为：Micractinium sp.MEM-A-404，于2021年08月25日保藏于中国典型培养物保藏中心，地址为：中国.武汉.武汉大学，保藏编号为CCTCC No：M20211084。

附图说明

图1为本发明的一个实施例提供的重金属污染废水的处理装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种重金属污染废水的处理装置，包括：

蓄水池；

收集罐，所述收集罐设置有第一沉淀进口和第二沉淀进口；所述收集罐的第一沉淀进口与所述电泳腔室的沉淀出口相连，所述收集罐的第二沉淀进口与所述第一沉淀池的沉淀出口相连。

图1为本发明的一个实施例提供的重金属污染废水的处理装置。其中，1为蓄水池；2为第一阀门；3为第一光生物反应器；4为玻璃管；5、第一管道；6为空气泵；7为第一电线；8为电压控制器；9为第二电线；10为太阳能电池板；11为第二阀门；12为第一可调夹头；13为第二可调夹头；14为第一支架台；15为第二支架台；16为第二光生物反应器；17为搅拌器；18为第三阀门；19为第三电线；20为电动马达；21为第四阀门；22为第五阀门；23为电泳腔室；24为阳极；25为阴极；26为第四电线；27为电泳腔室的锥形底部；28为第二管道；29为收集罐；30为第六阀门；31为第一沉淀池；32为第七阀门；33为第八阀门；34为第九阀门；35为第十阀门；36为第二沉淀池；37为第十一阀门。

本发明提供的重金属污染废水的处理装置包括蓄水池1。所述蓄水池用于存放重金属污染废水。本发明对所述蓄水池的结构、材质和来源并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的蓄水池即可，在本发明的某些实施例中，所述蓄水池的形状为柱体，池底直径为9cm，高为24cm。

所述蓄水池设置有出水口。在本发明的某些实施例中，所述蓄水池的出水口处设置有第一阀门2。

本发明提供的重金属污染废水的处理装置还包括第一光生物反应器3。所述第一光生物反应器用于微藻的培养，进而制得绿藻培养液。

本发明中，所述第一光生物反应器中设置有玻璃管4；所述玻璃管的一端与空气泵6相连，用于向第一光生物反应器中的绿藻培养液中提供空气。在本发明的某些实施例中，所述玻璃管的一端通过第一管道5与空气泵6相连。在本发明的某些实施例中，所述空气泵可以为一般市售的空气泵。在本发明的某些实施例中，所述第一管道的材质是石英玻璃。

本发明对所述第一光生物反应器的结构和来源并无特殊的限制，可以为一般市售的光生物反应器。

在本发明的某些实施例中，所述第一光生物反应器的绿藻培养液出口处设置有第二阀门11。

在本发明的某些实施例中，所述处理装置还包括太阳能电池板10和电压控制器8。

在本发明的某些实施例中，所述空气泵通过电压控制器从太阳能电池板接收所需的电能。在某些实施例中，所述空气泵和电压控制器通过第一电线7相连。在某些实施例中，所述电压控制器和太阳能电池板通过第二电线9相连。

本发明提供的重金属污染废水的处理装置还包括第二光生物反应器16。所述第二光生物反应器用于重金属污染废水的处理。

从所述蓄水池的出水口排出的重金属污染废水与从所述第一光生物反应器的绿藻培养液出口排出的绿藻培养液混合后，进入第二光生物反应器。

在本发明的某些实施例中，所述第二光生物反应器中设置有搅拌器17；所述搅拌器与电动马达相连；所述电动马达通过电压控制器从太阳能电池板接收所需的电能。在某些实施例中，所述电动马达和电压控制器通过第三电线19相连。

本发明对所述第二光生物反应器的结构和来源并无特殊的限制，可以为一般市售的光生物反应器。

在本发明的某些实施例中，可以将第二光生物反应器放置在第二支架台15上，通过第一可调夹头12将电动马达固定在第二支架台上。在本发明的某些实施例中，可以将第一光生物反应器放置在第一支架台14上，所述第一支架台通过第二可调夹头13固定在第二支架台上。在本发明的某些实施例中，所述第二光生物反应器通过第三可调夹头固定在第二支架台上。

本发明提供的重金属污染废水的处理装置还包括电泳腔室23。从第二光生物反应器的出水口排出的废水进入电泳腔室，废水中的金属粒子会在电泳的作用下附着在电极表面，最终沉降在电泳腔室的底部。

所述电泳腔室中设置有阳极24和阴极25。所述电泳腔室中的阳极和阴极与所述电压控制器8相连，所述电泳腔室通过电压控制器从太阳能电池板接收所需的电能。在本发明的某些实施例中，所述阳极和阴极通过第四电线26与所述电压控制器8相连。在本发明的某些实施例中，所述阳极的材质包括但不限于钌铱钛合金。在本发明的某些实施例中，所述阴极的材质包括但不限于钌铱钛合金。

所述电泳腔室设置有进水口和出水口；所述电泳腔室的进水口与所述植物生长室的出水口相连。在本发明的某些实施例中，所述电泳腔室的进水口处设置有第五阀门22，用于控制第二光生物反应器中的出水进入电泳腔室。在本发明的某些实施例中，所述电泳腔室的出水口处设置有第六阀门30。

在所述电泳腔室的底部设置有沉淀出口。在本发明的某些实施例中，所述电泳腔室的底部为锥形底部27。电泳腔室的锥形底部非常有助于还原和沉淀的金属的回收。在本发明的某些实施例中，所述电泳腔室的沉淀出口处设置有第四阀门21。

在本发明的某些实施例中，所述电泳腔室由长方体框与锥形底座焊接得到，所述锥形底座为电泳腔室的槽体。在某些实施例中，所述长方体框的长为9.5cm，宽为6.0cm，高为6cm。在本发明的某些实施例中，所述长方体框的材质为丙烯酸，锥形底座为有机玻璃。

所述电泳腔室中，安装多对电极可以减少电泳回收还原金属的时间，这可能是因为更多的电极提供了更大的表面积以与还原的金属相互作用。

在本发明的某些实施例中，所述电泳腔室中采用单对电极，可以降低系统的安装成本。在某些实施例中，所述单对电极中，阳极和阴极之间施加的电压为12V，维持24h。

本发明提供的重金属污染废水的处理装置还包括收集罐29。所述收集罐设置有第一沉淀进口。所述收集罐的第一沉淀进口与所述电泳腔室的沉淀出口相连。

在本发明的某些实施例中，所述收集罐的第一沉淀进口通过第二管道28与所述电泳腔室的沉淀出口相连。沉积在电泳腔室底部的沉淀可以通过第二管道进入收集罐。在本发明的某些实施例中，所述第二管道为硅胶管。

在本发明的某些实施例中，所述收集罐还设置有第二沉淀进口，所述收集罐的第二沉淀进口与所述第一沉淀池的沉淀出口相连。

在本发明的某些实施例中，所述收集罐为长方体型的带盖箱体，所述箱体的长为12cm，宽为6cm，高为6cm，所述带盖箱体的盖子可以拆卸。在本发明的某些实施例中，所述收集罐的材质为聚氯乙烯(PVC)。

本发明提供的重金属污染废水的处理装置还包括第一沉淀池31。从电泳腔室排出的水体进入第一沉淀池，在第一沉淀池中进行沉淀。

所述第一沉淀池设置有进水口和出水口。所述第一沉淀池的进水口与所述电泳腔室的出水口相连。

在本发明的某些实施例中，所述第一沉淀池还设置有沉淀出口。所述第一沉淀池的沉淀出口与所述收集罐的第二沉淀进口相连。

在本发明的某些实施例中，所述第一沉淀池的出水口为3个。具体包括：第一出水口、第二出水口和第三出水口。在某些实施例中，所述第一沉淀池的第一出水口处设置有第七阀门32，所述第一沉淀池的第二出水口处设置有第八阀门33，所述第一沉淀池的第三出水口处设置有第九阀门34。设置3个出水口的作用是：1)在不干扰沉淀金属的情况下排出干净的水(如果有的话)；

2)根据水位和沉淀物的水平，使用最合适的出口将有助于更有效地回收沉淀中的重金属。

在本发明的某些实施例中，所述第一沉淀池的底部为锥形底部。

本发明对所述第一沉淀池的结构和来源并无特殊的限制，可以为一般市售的沉淀池。

在本发明的某些实施例中，所述重金属污染废水的处理装置还包括第二沉淀池36。所述第二沉淀池的进水口与所述第一沉淀池的出水口相连。

在本发明的某些实施例中，所述第二沉淀池设置有3个进水口，具体包括：第一进水口、第二进水口和第三进水口。所述第二沉淀池的第一进水口与所述第一沉淀池的第一出水口相连，所述第二沉淀池的第二进水口与所述第一沉淀池的第二出水口相连，所述第二沉淀池的第三进水口与所述第一沉淀池的第三出水口相连。

在本发明的某些实施例中，所述第二沉淀池的出水口处设置有第十一阀门37。

在本发明的某些实施例中，从所述第二沉淀池的出水口排出的水体即为处理后的水体。

本发明对所述第二沉淀池的结构和来源并无特殊的限制，可以为一般市售的沉淀池。

本发明对上述所有阀门的种类和来源并无特殊的限制，可以为一般市售的阀门。

本发明对上述所有电线的种类和来源并无特殊的限制，可以为一般市售的电线。

本发明提供了一种新的、用于重金属污染水体净化和重金属富集回收的处理装置。该装置具有操作简单、维护成本低的特点。

本发明还提供了一种采用上文所述的处理装置处理重金属污染废水的方法，包括以下步骤：

本发明先将重金属污染废水与绿藻培养液混合后，在光源照射下进行培养，得到处理液；所述光源的发光强度为95～105μmol m^-2s^-1。

在本发明的某些实施例中，所述重金属污染废水中，铅离子的浓度为0.01～200ppm，铜离子的浓度为0.01～120ppm。在某些实施例中，所述重金属污染废水中，铅离子的浓度为150ppm，铜离子的浓度为150ppm。在本发明的某些实施例中，所述重金属污染废水的pH值为5～10。在某些实施例中，所述重金属污染废水的pH值为7～8或8。

在本发明的某些实施例中，所述绿藻培养液中的绿藻为保藏编号为CCTCC No：M20211083的绿藻和/或保藏编号为CCTCC No：M20211084的绿藻。

在本发明的某些实施例中，所述绿藻培养液按照以下方法制备：

在光照下，将绿藻在灭菌后的液体培养基中，25～40℃下培养至绿藻生长的对数期，得到绿藻培养液；所述光照的发光强度为95～105μmol m^-2s^-1。

在本发明的某些实施例中，所述培养的时间为8～12d。在某些实施例中，所述培养的温度为25℃，时间为10d。在本发明的某些实施例中，所述光照的发光强度为100μmol m^- ²s^-1。

在本发明的某些实施例中，所述绿藻培养液的光密度(OD)为0.3～0.5。

在本发明的某些实施例中，所述液体培养基按照以下方法制备：

步骤a1)中：

在本发明的某些实施例中，所述海盐溶液按照以下方法进行制备：

将海盐溶于蒸馏水中，并用0.45μm孔径的滤纸进行真空过滤，得到海盐溶液。

在本发明的某些实施例中，所述海盐与蒸馏水的用量比为30～40g：900～1100mL。在某些实施例中，所述海盐与蒸馏水的用量比为35g：1000mL。

步骤a2)中：

在本发明的某些实施例中，调节所述第一混合液的pH值采用的试剂为盐酸。

在本发明的某些实施例中，灭菌的压强为0.05～0.15MPa。

在本发明的某些实施例中，灭菌的温度为121℃，压强为0.1MPa，时间为20min。

步骤a3)中：

在本发明的某些实施例中，将硝酸钠、磷酸二氢钠单水合物和微量元素溶液混合，灭菌的压强为0.05～0.15MPa。

在本发明的某些实施例中，将硝酸钠、磷酸二氢钠单水合物和微量元素溶液混合，在121℃下灭菌15min，所述灭菌的压强为0.1MPa。

在本发明的某些实施例中，制备微量元素溶液的过程中，灭菌的压强为0.05～0.15MPa。

在本发明的某些实施例中，制备微量元素溶液的过程中，灭菌的温度为121℃，时间为20min，所述灭菌的压强为0.1MPa。

得到绿藻培养液后，将重金属污染废水与绿藻培养液混合后，在光源照射下进行培养，得到处理液；所述光源的发光强度为95～105μmol m^-2s^-1。

在本发明的某些实施例中，所述重金属污染废水与绿藻培养液的体积比为750～850：80～120。在某些实施例中，所述重金属污染废水与绿藻培养液的体积比为800：100。

在本发明的某些实施例中，重金属污染废水与绿藻培养液混合后的混合液的OD₇₅₀为0.3～0.5。在某些实施例中，重金属污染废水与绿藻培养液混合后的混合液的OD₇₅₀为0.4。

在本发明的某些实施例中，所述培养在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为18～22rpm。在某些实施例中，所述搅拌的转速为20rpm。

在本发明的某些实施例中，所述培养的温度为24～35℃，时间为168～192h。在某些实施例中，所述培养的温度为25℃，时间为168h。

在本发明的某些实施例中，所述光源的发光强度为100μmol m^-2s^-1。

得到处理液后，将所述处理液转移至电泳腔室；在阳极和阴极之间施加电压4～20V，处理18～48h，得到第一沉淀物和第一上清液。

在本发明的某些实施例中，所述电压的大小为12V，处理时间为18～24h或24h。

得到第一沉淀物和第一上清液后，将所述第一沉淀物转移至收集罐，将所述第一上清液转移至第一沉淀池，静置46～50h，得到的第二上清液即为处理后的水体。

在本发明的某些实施例中，所述静置的时间为48h。

在本发明的某些实施例中，所述静置得到的第二沉淀物转移至收集罐，将所述第二上清液转移至第二沉淀池，静置后，得到的第三上清液即为处理后的水体；在某些实施例中，所述静置的时间为24～48h或24h。

本发明对上文采用的原料来源并无特殊的限制，可以为一般市售。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种重金属污染废水的处理装置及方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。

实施例中采用的原料来源为一般市售。

实施例中的绿藻包括保藏编号为CCTCC No：M20211083的绿藻和保藏编号为CCTCCNo：M20211084的绿藻。

实施例1

采用图1所示的重金属污染废水的处理装置，进行重金属污染废水的处理，包括以下步骤：

1、液体培养基按照以下方法制备：

a1)将35g海盐溶于1000mL蒸馏水中，并用0.45μm孔径的滤纸进行真空过滤，得到海盐溶液；将海盐溶液与三羟甲基氨基甲烷混合，得到第一混合液；所述第一混合液中，海盐的浓度为35g/L，三羟甲基氨基甲烷浓度为1.21g/L；

a2)采用盐酸将所述第一混合液的pH值调节至8，在121℃高压0.1MPa下灭菌20min，得到第二混合液；

a3)将硝酸钠、磷酸二氢钠单水合物和微量元素溶液混合，在121℃高压0.1MPa下灭菌15min后，添加至所述第二混合液中，得到第三混合液；所述第二混合液中，硝酸钠的添加量为5g/L，磷酸二氢钠单水合物的添加量为5g/L，微量元素溶液的添加量为1g/L；

所述微量元素溶液由包括五水硫酸铜、二水钼酸钠、七水硫酸锌、六水氯化钴和四水合氯化锰的原料混合后，在121℃高压0.1MPa灭菌20min得到；

2、绿藻培养液按照以下方法制备：

在光照下，将绿藻在灭菌后的所述液体培养基中，25℃下培养10d，得到绿藻培养液；所述光照的发光强度为100μmol m^-2s^-1。

3、重金属污染废水的处理方法：

重金属污染废水中，铅离子的浓度为150ppm，铜离子的浓度为150ppm；重金属污染废水的pH值为8；

3-1)将800mL重金属污染废水与100mL所述绿藻培养液混合后，混合液的OD₇₅₀为0.4，在光源照射下25℃培养7d，所述培养的过程中搅拌的转速为20rpm，得到处理液；所述光源的发光强度为100μmol m^-2s^-1；

3-2)得到处理液后，将所述处理液转移至电泳腔室；在阳极和阴极之间施加电压12V，处理24h，得到第一沉淀物和第一上清液；

3-3)将所述第一沉淀物转移至收集罐，将所述第一上清液转移至第一沉淀池，静置48h，得到的第二上清液和第二沉淀物；

3-4)将所述第二沉淀物转移至收集罐，将所述第二上清液转移至第二沉淀池，静置24h后，得到的第三上清液即为处理后的水体。

使用等离子体质谱法(ICP-MS)对处理后的水体进行检测，实验结果表明，处理后的水体中铅离子的去除效率为99.2％，铜离子的去除效率为98.2％。

实验结果表明，采用本发明的处理装置和方法处理重金属污染废水，处理后的水体中重金属离子的去除率较高。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种重金属污染废水的处理方法，包括以下步骤：

A）将重金属污染废水与绿藻培养液混合后，在光源照射下进行培养，得到处理液；所述光源的发光强度为95~105 µmol m^-2 s^-1；

所述重金属污染废水中，铅离子的浓度为0.01~200 ppm，铜离子的浓度为0.01~120ppm；

所述重金属污染废水的pH值为5~10；

所述绿藻培养液中的绿藻为保藏编号为CCTCC No：M20211083的绿藻和/或保藏编号为CCTCC No：M20211084的绿藻；所述保藏编号为CCTCC No：M20211083的绿藻的分类命名为：Clorella sorokiniana MEM-A-403；所述保藏编号为CCTCC No：M20211084的绿藻的分类命名为：Micractinium sp. MEM-A-404；

B）将所述处理液转移至电泳腔室；在阳极和阴极之间施加电压4~20 V，处理18~48 h，得到第一沉淀物和第一上清液；

C）将所述第一沉淀物转移至收集罐，将所述第一上清液转移至第一沉淀池，静置46~50h，得到的第二上清液即为处理后的水体。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述绿藻培养液按照以下方法制备：

在光照下，将绿藻在灭菌后的液体培养基中，25~40℃下培养至绿藻生长的对数期，得到绿藻培养液；所述光照的发光强度为95~105 µmol m^-2 s^-1。

3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述液体培养基按照以下方法制备：

a1）将海盐溶液与三羟甲基氨基甲烷混合，得到第一混合液；所述第一混合液中，海盐的浓度为35 g/L，三羟甲基氨基甲烷浓度为1.21 g/L；

a2）将所述第一混合液的pH值调节至7.5~8，在120~122℃下灭菌18~22 min，得到第二混合液；

a3）将硝酸钠、磷酸二氢钠单水合物和微量元素溶液混合，在120~122℃下灭菌13~17min后，添加至所述第二混合液中，得到第三混合液；所述第二混合液中，硝酸钠的添加量为5 g/L，磷酸二氢钠单水合物的添加量为5 g/L，微量元素溶液的添加量为1 g/L；

所述微量元素溶液由包括五水硫酸铜、二水钼酸钠、七水硫酸锌、六水氯化钴和四水合氯化锰的原料混合后，在120~122℃下灭菌18~22 min得到；

所述微量元素溶液中，五水硫酸铜的浓度为19.6 g/L，二水钼酸钠的浓度为12.6 g/L，七水硫酸锌的浓度为44.0 g/L，六水氯化钴的浓度为10.92 g/L，四水合氯化锰的浓度为360 g/L。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤A）中，重金属污染废水与绿藻培养液混合后的混合液的OD₇₅₀为0.3~0.5；

所述培养在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为18~22 rpm；

所述培养的温度为24~35℃，时间为168~192 h。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法采用的装置包括：

蓄水池；

6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，处理装置还包括太阳能电池板和电压控制器；

7.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述第二光生物反应器中设置有搅拌器；

8.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述电泳腔室的底部为锥形底部。

9.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述第一沉淀池的底部为锥形底部。