本發(fā)明涉及一種李氏禾栽培處理低濃度含鉻廢水的方法，屬于廢水治理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鉻是環(huán)境中一種主要的污染物，它的一個重要來源就是電鍍廢水。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電鍍工業(yè)的規(guī)模越來越大，排放的含鉻廢水量也隨之增加，如不加以有效的處理，對環(huán)境將造成極大的危害。鉻在水環(huán)境中的價態(tài)較多，主要以三價鉻和六價鉻為主。六價鉻的毒性較強(qiáng)，是公認(rèn)的致癌物，對人體有極大危害。三價鉻毒性較弱，是一種人和動物必需的微量元素。

含鉻廢水的處理方法按照處理過程中采用的主要環(huán)節(jié)可以分為三大類：物理法、化學(xué)法和生物法。吸附法是利用多孔性吸附劑將含鉻廢水中的鉻吸附于表面，達(dá)到從水中分離的目的。但大部分吸附劑需要在較酸性條件下使用，且吸附時間較長，吸附速率較低，吸附容量不高，并且吸附法只是將鉻從水體中轉(zhuǎn)移到吸附劑表面，吸附飽和之后的吸附劑必須進(jìn)行鉻回收或無害化處理，若處理不當(dāng)，容易引起二次污染?；瘜W(xué)法處理含鉻廢水的原理為在適當(dāng)條件下，利用化學(xué)還原劑將毒性較高的鉻還原成低價鉻，使鉻離子以沉淀的形式從水體中去除，達(dá)到固液分離的目的，處理后的廢水達(dá)標(biāo)排放?；瘜W(xué)沉淀法產(chǎn)生大量含鉻污泥，若未經(jīng)妥善處理，對環(huán)境將造成二次污染。生物法處理含鉻廢水主要是通過人工篩選、純化、培養(yǎng)出可以還原或吸附鉻離子的功能菌株制備成生物還原劑或生物絮凝劑使用。

現(xiàn)有技術(shù)在處理高濃度重金屬污染時表現(xiàn)出較高的脫除率，但在低濃度以及近中性條件下，脫除率明顯下降。生物吸附技術(shù)是利用生物體或者自然生物通過物理化學(xué)方法除去土壤和水體中的重金屬。生物吸附技術(shù)比起其他常用技術(shù)具有以下特點：生物吸附法具有在低濃度下處理重金屬效果好、吸附容量大、速度快、吸附設(shè)備簡單、易操作等特點，重要的是，生物吸附劑原料來源廣泛、價格便宜，有許多是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)的廢棄物。將其用于污水的處理可達(dá)到以廢治廢的目的，同時有利于回收貴重的重金屬。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題，針對目前常見的處理方法在處理高濃度含鉻廢水時表現(xiàn)出較高的脫除率，但在低濃度以及近中性條件下，脫除率明顯下降，大多處理效果不佳，易產(chǎn)生二次污染的缺陷，提供了一種利用含硫酸亞鐵的培養(yǎng)液培育李氏禾幼苗，再將其種植于富含親水性基質(zhì)的栽培土中，利用李氏禾來吸收和富集重金屬鉻的方法，本發(fā)明利用李氏禾幼苗吸收亞鐵離子，通過亞鐵離子首先將六價鉻還原成三價鉻，再利用栽培土壤中的親水性羧羥基將鉻離子周圍的水分子進(jìn)行吸附，使鉻離子裸露，最后利用李氏禾的光合作用以及根須和莖部對裸露的鉻離子進(jìn)行吸收富集，達(dá)到處理含鉻廢水的目的，本發(fā)明處理含鉻廢水的方法，處理工藝簡單，原材料易得，且對低濃度含鉻廢水的脫除率高，沒有任何二次污染產(chǎn)生，具有廣闊的應(yīng)用前景。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）選取顆粒飽滿的李氏禾種子用去離子水浸泡2～3天后取出，將浸泡后的種子播撒進(jìn)翻耕過的土壤中，待種子發(fā)芽長至株高5～7cm時，取出李氏禾苗，將其移入溫室，在溫度為20～25℃、光照時間8～10h、光照強(qiáng)度1300～1400Lux和空氣相對濕度60～70%的條件下培養(yǎng)至苗高8～10cm；

（2）按重量份數(shù)計，稱取90～92份硝酸鈣、50～55份硝酸鉀、11～12份磷酸二氫銨和10～20份硫酸亞鐵溶于1000～1500份蒸餾水中，用玻璃棒攪拌均勻后制得培養(yǎng)液，將上述溫室中培養(yǎng)后的禾苗移入培養(yǎng)液中，常溫下繼續(xù)培養(yǎng)7～10天，直至禾苗根部出現(xiàn)大量白色須根，得到預(yù)處理禾苗，備用；

（3）在坡度為10°～20°的斜坡上自上而下挖出連續(xù)3個長20m、寬10m和深1.5m的處理池，自上而下依次將處理池編號為1、2、3號處理池，每相鄰兩個處理池間用直徑為1m的鋼管相連，并在3號處理池中設(shè)置出水口；

（4）按重量份數(shù)計，稱取50～60份河底淤泥、5～10份透明質(zhì)酸、3～5份鳳梨、8～10份水蘊草混合后堆置發(fā)酵14～20天，發(fā)酵結(jié)束后將發(fā)酵物和東北黑土按等質(zhì)量比混合后得到栽培土壤；

（5）在每個處理池中均勻鋪設(shè)厚度為0.5m的上述栽培土壤，將備用的預(yù)處理禾苗按80～85株/m²的種植密度進(jìn)行種植，待李氏禾長至株高為90～120cm時，向1號處理池注入濃度為430～450mg/L含鉻廢水，廢水通過處理池間的鋼管實現(xiàn)連通，直至1號處理池內(nèi)注滿廢水后停止注水，通過李氏禾的光合作用及根部對廢水中鉻離子進(jìn)行吸收富集；

（6）待含鉻廢水經(jīng)1號池中的李氏禾處理25～30天后，繼續(xù)向1號池中通入濃度為430～450mg/L含鉻廢水，使經(jīng)1號池處理后的廢水漫入2號池，繼續(xù)被2號池中的李氏禾處理25～30天，再持續(xù)向1號池通入濃度為430～450mg/L含鉻廢水直至2號池處理后的含鉻廢水漫入3號池，被3號池中李氏禾繼續(xù)處理25～30天后即可，最終3號池中排出的水體即處理后的達(dá)標(biāo)水。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：待含鉻廢水經(jīng)1號池中的李氏禾處理25～30天后，繼續(xù)向1號池中通入濃度為430～450mg/L含鉻廢水，使經(jīng)1號池處理后的廢水漫入2號池，繼續(xù)被2號池中的李氏禾處理25～30天，再持續(xù)向1號池通入濃度為430～450mg/L含鉻廢水直至2號池處理后的含鉻廢水漫入3號池，被3號池中李氏禾繼續(xù)處理25～30天后即可達(dá)標(biāo)排放。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明提供的處理方法提高了處理效率，對低濃度含鉻廢水的處理效果顯著，經(jīng)檢測，處理后的含鉻廢水，Cr⁶⁺的濃度由原來的430～450mg/L降至4～5mg/L，Cr⁶⁺的去除率達(dá)98.8%以上；

（2）本發(fā)明提供的處理方法簡化了處理過程，節(jié)約化學(xué)品消耗，降低處理成本。

具體實施方式

選取顆粒飽滿的李氏禾種子用去離子水浸泡2～3天后取出，將浸泡后的種子播撒進(jìn)翻耕過的土壤中，待種子發(fā)芽長至株高5～7cm時，取出李氏禾苗，將其移入溫室，在溫度為20～25℃、光照時間8～10h、光照強(qiáng)度1300～1400Lux和空氣相對濕度60～70%的條件下培養(yǎng)至苗高8～10cm；按重量份數(shù)計，稱取90～92份硝酸鈣、50～55份硝酸鉀、11～12份磷酸二氫銨和10～20份硫酸亞鐵溶于1000～1500份蒸餾水中，用玻璃棒攪拌均勻后制得培養(yǎng)液，將上述溫室中培養(yǎng)后的禾苗移入培養(yǎng)液中，常溫下繼續(xù)培養(yǎng)7～10天，直至禾苗根部出現(xiàn)大量白色須根，得到預(yù)處理禾苗，備用；在坡度為10°～20°的斜坡上自上而下挖出連續(xù)3個長20m、寬10m和深1.5m的處理池，自上而下依次將處理池編號為1、2、3號處理池，每相鄰兩個處理池間用直徑為1m的鋼管相連，并在3號處理池中設(shè)置出水口；按重量份數(shù)計，稱取50～60份河底淤泥、5～10份透明質(zhì)酸、3～5份鳳梨、8～10份水蘊草混合后堆置發(fā)酵14～20天，發(fā)酵結(jié)束后將發(fā)酵物和東北黑土按等質(zhì)量比混合后得到栽培土壤；在每個處理池中均勻鋪設(shè)厚度為0.5m的上述栽培土壤，將備用的預(yù)處理禾苗按80～85株/m²的種植密度進(jìn)行種植，待李氏禾長至株高為90～120cm時，向1號處理池注入濃度為430～450mg/L含鉻廢水，廢水通過處理池間的鋼管實現(xiàn)連通，直至1號處理池內(nèi)注滿廢水后停止注水，通過李氏禾的光合作用及根部對廢水中鉻離子進(jìn)行吸收富集；待含鉻廢水經(jīng)1號池中的李氏禾處理25～30天后，繼續(xù)向1號池中通入濃度為430～450mg/L含鉻廢水，使經(jīng)1號池處理后的廢水漫入2號池，繼續(xù)被2號池中的李氏禾處理25～30天，再持續(xù)向1號池通入濃度為430～450mg/L含鉻廢水直至2號池處理后的含鉻廢水漫入3號池，被3號池中李氏禾繼續(xù)處理25～30天后即可，最終3號池中排出的水體即處理后的達(dá)標(biāo)水。

實例1

選取顆粒飽滿的李氏禾種子用去離子水浸泡2天后取出，將浸泡后的種子播撒進(jìn)翻耕過的土壤中，待種子發(fā)芽長至株高5cm時，取出李氏禾苗，將其移入溫室，在溫度為20℃、光照時間8h、光照強(qiáng)度1300Lux和空氣相對濕度60%的條件下培養(yǎng)至苗高8cm；按重量份數(shù)計，稱取90份硝酸鈣、50份硝酸鉀、11份磷酸二氫銨和10份硫酸亞鐵溶于1000份蒸餾水中，用玻璃棒攪拌均勻后制得培養(yǎng)液，將上述溫室中培養(yǎng)后的禾苗移入培養(yǎng)液中，常溫下繼續(xù)培養(yǎng)7天，直至禾苗根部出現(xiàn)大量白色須根，得到預(yù)處理禾苗，備用；在坡度為10°的斜坡上自上而下挖出連續(xù)3個長20m、寬10m和深1.5m的處理池，自上而下依次將處理池編號為1、2、3號處理池，每相鄰兩個處理池間用直徑為1m的鋼管相連，并在3號處理池中設(shè)置出水口；按重量份數(shù)計，稱取50份河底淤泥、5份透明質(zhì)酸、3份鳳梨、8份水蘊草混合后堆置發(fā)酵14天，發(fā)酵結(jié)束后將發(fā)酵物和東北黑土按等質(zhì)量比混合后得到栽培土壤；在每個處理池中均勻鋪設(shè)厚度為0.5m的上述栽培土壤，將備用的預(yù)處理禾苗按80株/m²的種植密度進(jìn)行種植，待李氏禾長至株高為90cm時，向1號處理池注入濃度為430mg/L含鉻廢水，廢水通過處理池間的鋼管實現(xiàn)連通，直至1號處理池內(nèi)注滿廢水后停止注水，通過李氏禾的光合作用及根部對廢水中鉻離子進(jìn)行吸收富集；待含鉻廢水經(jīng)1號池中的李氏禾處理25天后，繼續(xù)向1號池中通入濃度為430mg/L含鉻廢水，使經(jīng)1號池處理后的廢水漫入2號池，繼續(xù)被2號池中的李氏禾處理25天，再持續(xù)向1號池通入濃度為430mg/L含鉻廢水直至2號池處理后的含鉻廢水漫入3號池，被3號池中李氏禾繼續(xù)處理25天后即可，最終3號池中排出的水體即處理后的達(dá)標(biāo)水。

將待處理廢水通入1號處理池中，先處理25天后初次降低廢水濃度，得到中濃度廢水，再將中濃度廢水通入2號池，二次降低濃度，得到低濃度廢水，最后將低濃度廢水經(jīng)3號池處理后即可達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明提供的處理方法提高了處理效率，對低濃度含鉻廢水的處理效果顯著，經(jīng)檢測，處理后的含鉻廢水，Cr⁶⁺的濃度由原來的430mg/L降至4mg/L，Cr⁶⁺的去除率達(dá)99.06%。

實例2

選取顆粒飽滿的李氏禾種子用去離子水浸泡3天后取出，將浸泡后的種子播撒進(jìn)翻耕過的土壤中，待種子發(fā)芽長至株高6cm時，取出李氏禾苗，將其移入溫室，在溫度為23℃、光照時間9h、光照強(qiáng)度1350Lux和空氣相對濕度65%的條件下培養(yǎng)至苗高9cm；按重量份數(shù)計，稱取91份硝酸鈣、53份硝酸鉀、11份磷酸二氫銨和15份硫酸亞鐵溶于1300份蒸餾水中，用玻璃棒攪拌均勻后制得培養(yǎng)液，將上述溫室中培養(yǎng)后的禾苗移入培養(yǎng)液中，常溫下繼續(xù)培養(yǎng)9天，直至禾苗根部出現(xiàn)大量白色須根，得到預(yù)處理禾苗，備用；在坡度為15°的斜坡上自上而下挖出連續(xù)3個長20m、寬10m和深1.5m的處理池，自上而下依次將處理池編號為1、2、3號處理池，每相鄰兩個處理池間用直徑為1m的鋼管相連，并在3號處理池中設(shè)置出水口；按重量份數(shù)計，稱取55份河底淤泥、8份透明質(zhì)酸、4份鳳梨、9份水蘊草混合后堆置發(fā)酵17天，發(fā)酵結(jié)束后將發(fā)酵物和東北黑土按等質(zhì)量比混合后得到栽培土壤；在每個處理池中均勻鋪設(shè)厚度為0.5m的上述栽培土壤，將備用的預(yù)處理禾苗按83株/m²的種植密度進(jìn)行種植，待李氏禾長至株高為105cm時，向1號處理池注入濃度為440mg/L含鉻廢水，廢水通過處理池間的鋼管實現(xiàn)連通，直至1號處理池內(nèi)注滿廢水后停止注水，通過李氏禾的光合作用及根部對廢水中鉻離子進(jìn)行吸收富集；待含鉻廢水經(jīng)1號池中的李氏禾處理28天后，繼續(xù)向1號池中通入濃度為440mg/L含鉻廢水，使經(jīng)1號池處理后的廢水漫入2號池，繼續(xù)被2號池中的李氏禾處理28天，再持續(xù)向1號池通入濃度為440mg/L含鉻廢水直至2號池處理后的含鉻廢水漫入3號池，被3號池中李氏禾繼續(xù)處理28天后即可，最終3號池中排出的水體即處理后的達(dá)標(biāo)水。

將待處理廢水通入1號處理池中，先處理30天后初次降低廢水濃度，得到中濃度廢水，再將中濃度廢水通入2號池，二次降低濃度，得到低濃度廢水，最后將低濃度廢水經(jīng)3號池處理后即可達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明提供的處理方法提高了處理效率，對低濃度含鉻廢水的處理效果顯著，經(jīng)檢測，處理后的含鉻廢水，Cr⁶⁺的濃度由原來的450mg/L降至4mg/L，Cr⁶⁺的去除率達(dá)99.11%。

實例3

選取顆粒飽滿的李氏禾種子用去離子水浸泡3天后取出，將浸泡后的種子播撒進(jìn)翻耕過的土壤中，待種子發(fā)芽長至株高7cm時，取出李氏禾苗，將其移入溫室，在溫度為25℃、光照時間10h、光照強(qiáng)度1400Lux和空氣相對濕度70%的條件下培養(yǎng)至苗高10cm；按重量份數(shù)計，稱取92份硝酸鈣、55份硝酸鉀、12份磷酸二氫銨和20份硫酸亞鐵溶于1500份蒸餾水中，用玻璃棒攪拌均勻后制得培養(yǎng)液，將上述溫室中培養(yǎng)后的禾苗移入培養(yǎng)液中，常溫下繼續(xù)培養(yǎng)10天，直至禾苗根部出現(xiàn)大量白色須根，得到預(yù)處理禾苗，備用；在坡度為20°的斜坡上自上而下挖出連續(xù)3個長20m、寬10m和深1.5m的處理池，自上而下依次將處理池編號為1、2、3號處理池，每相鄰兩個處理池間用直徑為1m的鋼管相連，并在3號處理池中設(shè)置出水口；按重量份數(shù)計，稱取60份河底淤泥、10份透明質(zhì)酸、5份鳳梨、10份水蘊草混合后堆置發(fā)酵20天，發(fā)酵結(jié)束后將發(fā)酵物和東北黑土按等質(zhì)量比混合后得到栽培土壤；在每個處理池中均勻鋪設(shè)厚度為0.5m的上述栽培土壤，將備用的預(yù)處理禾苗按85株/m²的種植密度進(jìn)行種植，待李氏禾長至株高為120cm時，向1號處理池注入濃度為450mg/L含鉻廢水，廢水通過處理池間的鋼管實現(xiàn)連通，直至1號處理池內(nèi)注滿廢水后停止注水，通過李氏禾的光合作用及根部對廢水中鉻離子進(jìn)行吸收富集；待含鉻廢水經(jīng)1號池中的李氏禾處理30天后，繼續(xù)向1號池中通入濃度為450mg/L含鉻廢水，使經(jīng)1號池處理后的廢水漫入2號池，繼續(xù)被2號池中的李氏禾處理30天，再持續(xù)向1號池通入濃度為450mg/L含鉻廢水直至2號池處理后的含鉻廢水漫入3號池，被3號池中李氏禾繼續(xù)處理30天后即可，最終3號池中排出的水體即處理后的達(dá)標(biāo)水。

將待處理廢水通入1號處理池中，先處理28天后初次降低廢水濃度，得到中濃度廢水，再將中濃度廢水通入2號池，二次降低濃度，得到低濃度廢水，最后將低濃度廢水經(jīng)3號池處理后即可達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明提供的處理方法提高了處理效率，對低濃度含鉻廢水的處理效果顯著，經(jīng)檢測，處理后的含鉻廢水，Cr⁶⁺的濃度由原來的450mg/L降至5mg/L，Cr⁶⁺的去除率達(dá)98.88%。