[發明專利]一種低濃度含鉻廢水高效復合吸附劑的制備方法

在審

• 申請號: 201610990707.0
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN106582551A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 梅慶波;張晶
• 申請（專利權）人: 梅慶波
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/22
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技術領域

本發明涉及一種低濃度含鉻廢水高效復合吸附劑的制備方法，屬于廢水處理技術領域。

背景技術

鉻是環境中一種主要的污染物，它的一個重要來源就是電鍍廢水。隨著科學技術的發展，電鍍工業的規模越來越大，排放的含鉻廢水量也隨之增加，如不加以有效的處理，對環境將造成極大的危害。鉻在水環境中的價態較多，主要以三價鉻和六價鉻為主。六價鉻的毒性較強，是公認的致癌物，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。

傳統的含鉻廢水的處理方法主要有化學沉淀法、電解法、離子交換法、膜分離法、活性炭吸附法、電沉積法、反滲透法等物理化學方法。當水中鉻濃度較低時，這些處理方法去除效果不好，而且在經濟上也不合算。生物吸附法是一種新興的水處理技術，微生物對各類污染物均有較強、較快的適應性。將生物吸附技術應用于水處理領域特別是處理重金屬廢水和回收貴重金屬方面具有廣闊的前景。

盡管人們早己開發出一些生物吸附劑，但在實際應用中吸附效果好、具有開發價值的吸附劑不多。生物吸附劑沒有得到廣泛的應用，其原因主要是首先多數生物吸附劑的吸附效果不及有機合成的高分子吸附劑。高分子吸附劑可帶有大量的活性基團，因此吸附效果好，而生物吸附劑的生產受多種因素的影響，有一定的局限性其次生物吸附劑的用量較大，培養成本較高。

從目前應用于重金屬廢水處理的研究看，具有生物活性的生物體及非活性的生物質均具有較強的生物吸附性能。細胞干死之后細胞壁的結構所發生的變化有利于吸附重金屬離子，失去生物活性的生物體對重金屬的富集能力并不比活性生物體差，甚至要高于活體生物。這表明，農林生物質用于重金屬廢水處理具有潛在可能性和優勢。

發明內容

本發明主要解決的技術問題，針對目前常見處理含鉻廢水的物化類方法對低濃度含鉻廢水處理效果不明顯，而生物法雖然處理效果好，但是微生物還原能力低，易受金屬離子毒害，處理效率低，投加量大造成成本高昂的缺陷。提供了一種培養硫酸鹽還原菌產生生物硫鐵納米材料，將其和富含單寧酸的五倍子提取液混合，在微生物的作用下和腐植酸以及蠶繭混合發酵，將發酵濾渣和桃膠以及稻殼在偶聯劑的作用下反應制得復合吸附劑的方法。本發明制得復合吸附劑首先利用生物硫鐵納米材料的還原性將六價鉻還原為三價鉻，降低廢水毒性，再利用蠶繭發酵后產生的氨基酸以及原有單寧酸和腐植酸具有親水性羧、羥基的原理，將廢水中剩余鉻離子周圍的水分子吸附，使鉻離子裸露出來，再利用稻殼將鉻離子進行吸附富集，提高了吸附效率，最終達到處理含鉻廢水的目的。本發明制得的復合吸附劑處理工藝簡單，原材料易得，且對低濃度含鉻廢水的脫除率高，還原能力強，結合了物理和生物法的優點，投加量小，處理成本低廉，具有廣闊的應用前景。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

（1）稱取0.05～0.07g硫酸亞鐵、0.4～0.6g磷酸氫二鉀、1.0～1.2g氯化銨、1.0～1.2g硫酸鈉、1.8～2.0g硫酸鎂、3.2～3.4g乳酸鈉、5.8～5.9g酵母浸汁和1～2L蒸餾水混合后在120～125℃下滅菌15～18min，制得培養基，按接種量為5%、8%、10%依次將脫硫弧菌、脫硫腸桿菌和陰溝腸桿菌依次接入培養基中，在30～40℃下靜置培養7～9天后將培養物用離心機以3000～4000r/min轉速離心10～15min，分離得到下層沉淀，干燥后即得納米硫鐵富集物，備用；

（2）將五倍子粉碎后按質量比為1:6將五倍子粉末和無水乙醇混合得到混合物，再將混合物轉入超聲振蕩儀中，在60～70℃下振蕩浸漬3～5h，過濾得到濾液，再將濾液離心處理5～10min后分離得到上清液，最后用旋轉蒸發儀將上清液旋蒸濃縮至其原體積的1/3，得到濃縮液；

（3）按重量份數計，稱取40～50份備用的納米硫鐵富集物、20～25份上述濃縮液、5～10份腐植酸和20～30份蠶繭依次裝入發酵罐中攪拌均勻作為發酵底物，按接種量為8%向發酵底物中接入枯草芽孢桿菌，將發酵罐放入溫度為35～40℃，空氣相對濕度為60～70%的溫室中，發酵12～14天；

（4）待上述發酵結束后過濾分離得到濾渣，將得到的濾渣按質量比為1:1與桃膠混合，混合后再加入兩者總質量相同的蒸餾水，加熱升溫至70～80℃后攪拌15～20min，得到混合物；