[發明專利]一種廢棄菌糠活化改性處理含鉛廢水并回收鉛的方法

有效

• 申請號: 201310436511.3
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103496790A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 李小忠;徐強強;劉俊華;梁剛鋒;郭婷;葉群峰
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C22B7/00;C22B13/00;C02F101/20
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技術領域

本發明涉及環保技術領域，特別是一種廢棄菌糠活化改性處理含鉛廢水并回收鉛的方法。

背景技術

隨著工業技術的迅速發展，工業廢水中的重金屬鉛作為一類污染物，國家排放標準中明確規定含鉛廢水的排放標準為鉛總含量1mg/L。含鉛廢水來自各種電池車間、選礦廠、石油化工廠等。電池工業是含鉛廢水的最主要來源，電池廠在生產過程中產生大量含鉛廢水，廢水中鉛含量超出國家標準百倍，如果不進行處理而任意排放，必然給環境與社會帶來極大的危害。處理廢水中重金屬鉛離子，目前工業中一般采用化學沉淀法和離子交換法。

化學沉淀法是目前使用較為普遍的方法。化學沉淀法將離子鉛轉化為不溶性鉛鹽與無機顆粒一起沉降，處理效果比較好，可以達到國家排放標準。但大量的鉛鹽污泥不易處理，容易造成二次污染，且化學沉淀法具有占工藝復雜、去除率低、地面積大、選擇性差等缺點。

離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法，應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等。離子交換法處理鉛離子是較為理想的方法之一，不但占地面積小、管理方便、鉛離子脫除率很高，而且處理得當可使再生液作為資源回收，不會對環境造成二次污染。缺點是離子交換法的一次性投資比較大，且再生問題也存在一定的困難。

另一方面，近年來，我國年產各類食用菌已達上千萬噸，居世界第一位。每年隨之產生的菌糠總量也有近600萬噸。這些菌糠除部分被用作畜禽飼料、有機肥料、花土外，大部分按傳統的處理方法丟棄或燃燒，不但造成資源浪費，而且導致霉菌和害蟲滋生、空氣中有害孢子和害蟲的數量增加，從而造成環境污染。而食用菌廢棄的菌糠作為食用菌栽培中產生的下腳料，其中含有豐富的真菌菌絲體、多種代謝產物及纖維素、半纖維素和木質素等，有巨大的比表面積和多種引起吸附的官能團，與此同時其中纖維素、半纖維素和木質素等經由一系列化學改性，可以引入活性基團(如羧基、羥基、琉基、醛基等)與重金屬離子發生定量化合反應(如離子交換、配位結合或絡合等)。

發明內容

本發明的目的是針對現有的處理含鉛廢水的技術所存在的成本高、工藝復雜、不易控制、二次污染、去除率低、不能回收鉛廢水中的不足之處。提供以來源廣泛、價格廉價的廢棄菌糠為原料，將其活化改性后用于處理含鉛重金屬污染廢水并回收鉛，從而達到“以廢治廢”，實現社會效益、經濟效益及環境效益的統一。

本發明所采用的技術方案是通過如下方式完成的：一種廢棄菌糠活化改性處理含鉛廢水的方法，先將菌糠從菌袋中取出，稱取一定量的菌糠，然后分別按FeSO₄、雙氧水、丙烯酸、菌糠和水＝1.0～2.0∶4.0～8.0∶200～300∶2000∶4000質量比分別加入一定量的FeSO₄、雙氧水、丙烯酸和水，向溶液中通入20～50mg/L臭氧，并不斷攪拌下反應6～10h，然后過濾，65℃真空干燥至恒重；將該菌糠和吡啶甲醛按100∶1～2混勻放入密閉的容器中，在干燥氣體HCL氛圍下進行羥醛縮合反應8～12h；將處理的菌糠放入交換柱做成2～5米高的固定床；調整廢水pH值至7～9，然后將待處理的含鉛廢水流過該固定床，等交換完成后；再用飽和EDTA溶液洗脫3～5h，并對洗脫液中鉛進行回收再利用，然后用飽和氯化鈉溶液對菌糠的固定床進行再生5～8h，菌糠固定床的再生完成后可以繼續用來處理含鉛廢水。

本發明與現有的含鉛廢水的處理方法相比，具有以下特點：

1、將菌糠放入一定濃度的FeSO₄和丙烯酸溶液中，加入雙氧水，在反應的同時通入臭氧，Fe²⁺催化臭氧和雙氧水生成原子氧自由基和羥基自由基，其氧化菌糠上的纖維素和木質素等生成大分子自由基，同時臭氧與丙烯酸發生加成反應生成環氧丙烯酸，進一步轉化為雙自由基，其與纖維素和木質素等被氧化生成的大分子自由基偶合制得接枝共聚物，菌糠上的羧基基團得以大幅度地增加，與此同時氧自由基、羥基自由基和環氧丙烯酸生成的雙自由基等共同氧化菌糠生成羧基、羥基、醛基、酮基等基團，增加了菌糠對廢水中Pb²⁺的吸附能力；

2、將該菌糠和一定量的吡啶甲醛混勻放入密閉的容器中，在干燥氣體HCL氛圍下，利用吡啶甲醛和纖維素及木質素上的羥基進行羥醛縮合反應，將吡啶環上的多個氮原子接枝共聚菌糠上，增加對廢水中Pb²⁺的絡合能力；