[發(fā)明專利]一種生物吸附劑、制備方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410249226.5
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104014314B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐衛(wèi)華;謝浩;劉云國;簡浩;顧巖嶺;王達菲;譚小飛
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F3/34;C02F1/28
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 趙洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理領(lǐng)域，具體涉及到一種生物吸附劑、制備方法和用途。

背景技術(shù)

目前，隨著工業(yè)的發(fā)展，煉焦、煉油、石油化工、化肥農(nóng)藥、制造塑料、燃料燃燒過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水排入環(huán)境中，造成重金屬和有機污染物的復合污染，導致生產(chǎn)、生活環(huán)境的日益惡劣，人們對于金屬和有機物污染的治理需求迫在眉睫。

目前處理重金屬或有機物廢水的方法主要有：化學沉淀和活性炭吸附，離子交換和臭氧氧化，電化學處理，反滲透膜技術(shù)，蒸餾，電滲析等，這些處理方法在一定程度上取得了良好的效果，但普遍存在二次污染，同時只能單一的去除重金屬或者有機污染物，并不能同時去除兩種污染物。

生物吸附是一種通過生物體或其衍生物作為吸附劑對水體進行處理的手段。目前對于有機物降解的生物方法主要采用細菌降解，由于細菌對重金屬敏感，因此，對于存在重金屬污染和有機污染物雙重污染的廢水處理效果并不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對水體中重金屬離子和/或有機污染物去除率高、適用性廣，選擇性強，操作簡單、原料成本低、可再生的生物吸附劑及其制備方法和用途。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種生物吸附劑，生物吸附劑包括磁性粒子、簡青霉菌粉、海藻酸鈉，海藻酸鈉包覆于簡青霉菌粉上，簡青霉菌粉包覆于磁性粒子上。生物吸附劑中磁性粒子、簡青霉菌粉、海藻酸鈉的質(zhì)量比為1∶5∶20。磁性粒子優(yōu)選為四氧化三鐵納米粒子；四氧化三鐵納米粒子通過將Fe²⁺/Fe³⁺的混合溶液與氨水溶液在pH大于9的條件下反應得到。

本發(fā)明還提供一種生物吸附劑的制備方法，包括如下步驟，

S1：將簡青霉菌粉和磁性粒子加入到海藻酸鈉溶液中，攪拌得到混合液；

S2：將混合液滴加到氯化鈣溶液中得到生物吸附劑。

進一步的，S2步驟還包括分離步驟，將生物吸附劑靜置，過濾得到濾渣，將濾渣洗滌、干燥得到生物吸附劑純品。混合液優(yōu)選為通過蠕動泵和毛細管滴加到氯化鈣溶液中。氯化鈣的濃度優(yōu)選為0.1～0.5mol/L。

作為本發(fā)明總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供了前述生物吸附劑或前述生物吸附劑的制備方法制備得到的生物吸附劑在去除水體中重金屬離子和/或有機污染物的用途，包括如下步驟：將生物吸附劑加入到含有重金屬離子和/或有機污染物的水體中，在pH為5，溫度為35℃～40℃，轉(zhuǎn)速為150rpm的條件下振蕩48h，分離。

本發(fā)明的創(chuàng)造性在于：

本發(fā)明提供的生物吸附劑包括簡青霉菌粉、磁性粒子和海藻酸鈉。簡青霉菌粉細胞壁表面存在吸附重金屬離子的官能團，在磁性粒子存在的情況下，增強了簡青霉菌粉對重金屬的吸附，具有單位比表面積大，吸附效率高、操作簡單等優(yōu)點。海藻酸鈉作為包埋載體，其分子結(jié)構(gòu)中具有羧基，具有親水性強、柔軟等特性，是價格低廉，性質(zhì)穩(wěn)定、適宜于作為簡青霉菌粉的良好包埋載體，同時海藻酸鈉在重金屬溶液中會生成不溶性的藻酸鹽，可以進一步提高重金屬的吸附效率，并且便于生物吸附劑的分離以及重金屬和/或有機污染物的解析。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明提供的生物吸附劑包括簡青霉菌粉、磁性粒子和海藻酸鈉，三種成分相輔相成，使生物吸附劑對重金屬和/或有機污染物的吸附效率更高、解析率更強，是一種優(yōu)良的可再生吸附劑。當水體中的初始含鎘濃度為50±0.02mg/l，用本發(fā)明的生物吸附劑在pH為5，溫度為35℃～40℃的條件下處理48h后濃度降為6.125mg/l，去除率達到87.75％；當水體中初始苯酚濃度為25mg/l，用本發(fā)明的生物吸附劑在pH為5，溫度為35℃～40℃的條件下處理48h后濃度降為1.322mg/l，去除率達到94.71％。過濾生物吸附劑后，用100ml，1mol/l的鹽酸溶液于37℃，150rpm條件下振蕩解吸24h，對鎘的解吸率達到91.34％，對苯酚的解吸率達到92.13％。

(2)本發(fā)明提供的生物吸附劑，采用四氧化三鐵納米粒子作為磁性粒子，對水體中的重金屬吸附效果更佳。

(3)本發(fā)明提供的生物吸附劑的制備方法，將簡青霉菌粉、磁性粒子和海藻酸鈉的混合溶液滴加到氯化鈣溶液中，使海藻酸鈉將簡青霉菌粉和磁性粒子包埋起來形成包埋物，并沉淀下來，便于生物吸附劑的分離。同時前述的混合液通過蠕動泵和毛細管滴加到所述氯化鈣溶液中，使形成的包埋物粒徑更均勻。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。