去除水体中纳米银的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种去除水体中纳米银的方法，尤其涉及一种利用无机硫化物促进生物膜去除水体中纳米银的方法。
【背景技术】
[0002]纳米银(Nano Silver)就是将粒径做到纳米级的金属银单质。纳米银的粒径大多在25纳米左右，由于其对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性，在现实中被广泛应用。然而，由于纳米银的广泛应用使得其大量进入水体，对水处理增加了要求。
[0003]现有水处理技术中主要针对重金属，有机物，有害微生物。对于大颗粒的颗粒物，主要通过沉降去除，而纳米银由于颗粒较小，很难沉降，随着工业的发展，其对环境微生物和人类的影响越加明显。目前为止，还没有专门针对纳米银去除的水处理工艺或方法。
[0004]鉴于纳米银大量进入水体对人类健康产生了威胁，发展出一种可以有效去除水体中纳米银的方法显得尤为重要。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种操作简单、所用试剂单一易获取、应用广、实用性强、去除效果好的去除水体中纳米银的方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种去除水体中纳米银的方法，包括以下步骤:将无机硫化物溶液与含纳米银水体混合，得到混合液，所述混合液经反应后，通过生物膜过滤，完成对含纳米银水体的处理。
[0007]上述去除水体中纳米银的方法中，优选的，所述混合液中无机硫化物的初始浓度为1.0mg/L?100mg/L。
[0008]上述去除水体中纳米银的方法中，优选的，所述无机硫化物溶液中无机硫化物为硫化钠或硫氢化钠。
[0009]上述去除水体中纳米银的方法中，优选的，所述混合液中纳米银的初始浓度为0.5mg/L?5mg/L。
[0010]上述去除水体中纳米银的方法中，优选的，所述含纳米银水体中纳米银以聚乙烯吡咯烷酮-纳米银或柠檬酸钠-纳米银的形式存在。
[0011 ]上述去除水体中纳米银的方法中，优选的，所述生物膜为黄孢原毛平革菌生物膜。
[0012]上述去除水体中纳米银的方法中，优选的，所述黄孢原毛平革菌生物膜的制备方法包括以下步骤:将培养48h?60h后的黄孢原毛平革菌生长在石英砂滤料上，采用含纳米银水体驯化12h?24h，得到黄孢原毛平革菌生物膜。
[0013]上述去除水体中纳米银的方法中，优选的，所述生物膜的厚度为1.8cm?2.5cm。
[0014]上述去除水体中纳米银的方法中，优选的，所述混合液的反应时间为20min?180mino
[0015]若无特别说明，本发明所述混合液中无机硫化物的初始浓度是指无机硫化物溶液与含纳米银水体混合后且未发生反应前无机硫化物的浓度；同样的，所述混合液中纳米银的初始浓度是指无机硫化物溶液与含纳米银水体混合后且未发生反应前纳米银的浓度。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1、本发明提供了一种去除水体中纳米银的方法，将无机硫化物溶液与含纳米银水体混合，且将所得混合液经反应后通过生物膜过滤，实现了对水体中纳米银的有效去除。首先，本发明首次采用生物膜法去除水体中的纳米银，具有处理效果好，操作方便，周期短等优点。其次，由于纳米银颗粒尺寸较小，且表面包裹有稳定物质，这些稳定物质大部分是聚乙烯吡咯烷酮或柠檬酸钠，即环境中的纳米银多是以聚乙烯吡咯烷酮-纳米银或柠檬酸钠-纳米银的形式存在，使得纳米银在环境中也能够较稳定的存在，尤其环境中广泛存在的半胱氨酸等物质对其的稳定作用，使得纳米银不易团聚和沉淀，在采用生物膜法处理时颗粒尺寸较小的纳米银容易随滤液流出生物膜从而达不到较好的处理效果，这对于含纳米银水体的处理是个巨大的挑战，本发明通过加入无机硫化物能有效促进纳米银的团聚和沉淀，使纳米银的尺寸变大，以此对纳米银去除效果起到更好的促进作用，避免因纳米银颗粒尺寸较小而随滤液流出，从而提高生物膜法对水体中纳米银的去除效果。
[0017]2、本发明中，黄孢原毛平革菌生物膜由生长在石英砂上的黄孢原毛平革菌组成，用于截留水体中的纳米银，黄孢原毛平革菌生物膜对过滤效果的影响主要体现在其厚度上;石英砂的作用是对滤膜起到支撑的作用。此外，黄孢原毛平革菌属于白腐真菌的一种，对废水中重金属有机物的处理能力强，能适应水质的波动，被广泛应用于水处理研究，本发明以黄孢原毛平革菌作为生物膜用于处理水体中的纳米银具有较好的应用前景。
[0018]3、本发明去除水体中纳米银的方法具有操作简单、所用试剂单一易获取、应用广、实用性强、去除效果好等优点，在生物膜法去除水体中纳米银的应用中已取得了较好的处理效果。
【附图说明】
[0019]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0020]图1为本发明实施例1和实施例2中不同硫化钠浓度对纳米银团聚的效果图。
[0021 ]图2为本发明实施例1和实施例2的混合液中硫化钠浓度为1.0mg/L时对纳米银的去除效果图。
[0022 ]图3为本发明实施例1和实施例2的混合液中硫化钠浓度为50.0mg/L时对纳米银的去除效果图。
[0023]图4为对比例I和对比例2的混合液中半胱氨酸浓度为50.0mg/L时对纳米银的去除效果图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0025]以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
[0026]实施例1
一种本发明的去除水体中纳米银的方法，包括以下步骤:
(I)制备黄孢原毛平革菌生物膜:
将培养2天后的黄孢原毛平革菌生长在石英砂滤料上，采用含有纳米银水体样(含纳米银水体样中纳米银的浓度为0.5mg/L?2mg/L均可实施)驯化24h，得到黄孢原毛平革菌生物膜，厚度为2cm。
[0027]( 2 )将硫化钠溶液与含纳米银水体混合，得到混合液，其中混合液中硫化钠的初始浓度分别为0、0.2 mg/L、l mg/L、5.0 mg/L、10.0 mg/L、20.0 mg/L、50.0 mg/L、100.0 mg/L，纳米银的初始浓度均为2mg/L。
[0028](3)将步骤(2)中得到的混合液反应120min，使纳米银团聚和沉淀，通过步骤(I)中制得的黄孢原毛平革菌生物膜进行过滤