[發(fā)明專(zhuān)利]一種重金屬生物吸附劑及其制備方法和應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710031098.7
• 申請(qǐng)日: 2007-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101229506A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹華;葉錦韶;何寶燕;張娜;秦華明;彭輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/24
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/24;B01J20/30
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及吸附劑的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，特別涉及一種重金屬生物吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

電鍍、采礦、冶煉、化工、紡織、印染、醫(yī)藥、油漆、合金、造紙、陶瓷等行業(yè)排放的大量含重金屬?gòu)U水所帶來(lái)的環(huán)境危害已引起政府及社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)含重金屬?gòu)U水的處理方法主要有沉淀法、化學(xué)氧化還原法、蒸發(fā)法、離子交換法、電化學(xué)處理法、膜技術(shù)分離法等，這些方法最突出的缺點(diǎn)在于處理低濃度(＜100mg/L)重金屬?gòu)U水時(shí)，操作繁瑣、運(yùn)行費(fèi)用高、易形成二次污染等。近年來(lái)，一些重金屬污染嚴(yán)重的企業(yè)被逐步取締或者整改，將重金屬的排放限定在較低的濃度范圍，以減少對(duì)水體環(huán)境的壓力。對(duì)于這些低濃度廢水的處理，生物吸附技術(shù)具有選擇性好，抗干擾能力強(qiáng)，pH值和溫度適應(yīng)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，并可有效地回收一些貴重金屬。活性污泥是由微生物有機(jī)體、有機(jī)聚合物、膠體、礦物顆粒和金屬離子等組成的一個(gè)復(fù)雜體系，其中含有豐富的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，已被用于制作肥料。可見(jiàn)，活性污泥中的這些營(yíng)養(yǎng)成分可以被生物有效利用。同時(shí)在活性污泥表面聚集著大量的胞外多聚物和微生物細(xì)胞，胞外多聚物和細(xì)胞壁主要是由蛋白質(zhì)、腐殖酸、糖醛酸、多糖及少量的脂類(lèi)和核酸組成的，這些組成中含有大量的羧基、羥基、磷酰基、硫酸脂、氨基和酰氨基等基團(tuán)，這些基團(tuán)可以與重金屬離子在活性污泥表面形成絡(luò)合物和螯合物，從而使溶液中重金屬離子被吸附去除。但是昂貴的生產(chǎn)成本限制了生物吸附劑的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。開(kāi)發(fā)廉價(jià)、高效的生物吸附劑已成為重金屬?gòu)U水處理的重要領(lǐng)域。

針對(duì)活性污泥的特點(diǎn)，將活性污泥用于生物吸附劑的制備，一方面可以為高效吸附菌株的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)，另一方面可以協(xié)同處理重金屬離子。既可以減輕企業(yè)污染治理的費(fèi)用，又可以使污泥得到合理的處置，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。尤其適用于排放含重金屬離子的工業(yè)廢水的企業(yè)，如機(jī)械加工、礦山開(kāi)采業(yè)，鋼鐵及有色金屬的冶煉和部分化工企業(yè)等，以廢治廢，成本低。污水處理廠的剩余污泥主要由大量的微生物殘?bào)w和有機(jī)物質(zhì)、無(wú)機(jī)物構(gòu)成，污泥中含有大量的有機(jī)物和豐富的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，增加適當(dāng)?shù)奶荚淳涂勺鳛槲⑸锏臓I(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基。同時(shí)，活性污泥本身含有豐富的生物體對(duì)重金屬具有一定的吸附作用。因此，利用污水處理廠的活性污泥培養(yǎng)微生物吸附劑既可降低生物吸附劑的生成成本，又可提高重金屬去除效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)中存在的不足，提供一種重金屬生物吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的一種重金屬生物吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)取剩余污泥，在污泥中加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，調(diào)節(jié)C/N為5∶1～8∶1，pH5～7，以此作為微生物培養(yǎng)基。

(2)在(1)中微生物培養(yǎng)基中接種酵母于30～37℃，100～200rpm速度振蕩培養(yǎng)25～35h后，3000～4000rpm離心5～10min，收集菌泥，該菌泥為重金屬生物吸附劑。

所述營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、麥芽糖、酵母浸粉、蛋白胨、MgSO₄中的一種或者一種以上。

所述酵母是解脂假絲酵母(Candida?lipolytica)、擲孢酵母(Sporobolomycetaceae)、產(chǎn)朊假絲酵母(Candida?utilis)、釀酒酵母(Saccharomyces?cerevisiae)中的一種或多種。

用上述方法制備本發(fā)明的重金屬生物吸附劑。

用本發(fā)明的方法制備的重金屬生物吸附劑可以對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行處理：將吸附劑加入重金屬?gòu)U水中，使吸附劑∶重金屬?gòu)U水的質(zhì)量體積濃度比為5～10g/L∶10～20mg/L，搖床以50-200rpm速度振蕩2～8h后以2500～5000rpm速度離心5～10min。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：

(1)以污水處理廠污泥作為培養(yǎng)物質(zhì)制備生物吸附劑可大大降低吸附劑生產(chǎn)成本，利于工業(yè)化應(yīng)用。

(2)實(shí)現(xiàn)了剩余污泥的資源化利用，變廢為寶，節(jié)約了污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用。

(3)活性污泥-重金屬吸附菌聯(lián)合作用，去除廢水中的重金屬離子，可大大提高處理效率。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。