專利名稱：一種重金屬生物吸附劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吸附劑的開發(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。
技術(shù)背景電鍍、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 含重金屬廢水所帶來的環(huán)境危害已引起政府及社會各界的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)含重金屬廢水的處理方 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在于處衝氐濃度(〈100mg/L)重金屬廢水時，操作繁瑣、運行費用高、易形成 二次污染等。近年來， 一些重金屬污染嚴重的企業(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X辦K體環(huán)境的壓力。對于這對氏濃度廢水的處理，生物吸附技術(shù)具有選 擇性好，抗干擾能力強，pH值和^g適應(yīng)范圍寬等優(yōu)點，并可有效地回收一些貴重金屬?；钚晕?泥是由微生物有機體、有機聚合物、膠體、礦物顆粒和金屬離子等組成的一個復(fù)雜體系，其中含 有豐富的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，巳被用于制作肥料?？梢姡钚晕勰嘀械倪@些營養(yǎng)成分可以被生物 有效利用。同時在活性污泥表面聚集著大量的胞外多聚物和微生物細胞，胞外多聚物和細胞壁主 要是由蛋白質(zhì)、腐殖酸、糖醛酸、多糖及少量柳旨類和核酸組成的，這些組成中含有大量的羧基、 羥基、磷?；⒘蛩嶂?、氨基和酰氨基等基團，這些基團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。開發(fā)廉價、高效的生物吸附劑已成為重金屬廢水處理的重要領(lǐng)域。針對活性污泥的特點，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 長提供營養(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)污染治理的費用，又可以使污 泥得到合理的處置，具有明顯的經(jīng)濟效益、社會效益。尤其適用于排放含重金屬離子的工業(yè)廢水 的企業(yè)，如機械加工、礦山開采業(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體和有機物質(zhì)、無機物構(gòu)成，污泥中含有大量的有機物和豐富的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，增加適當?shù)奶荚淳涂勺鳛槲⑸锏臓I養(yǎng)培養(yǎng)基同時，活 性污泥本身含有豐富的生物體對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皿本，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齊扱其制備方法 和應(yīng)用。本發(fā)明的目的M以下技術(shù)方^I5實現(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i肯養(yǎng)基。(2) 在(1)中微生物培養(yǎng)基中接種酵母于30 37°C， 100 200ipm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、MgS04中的一 種或者一種以上。所述酵母是解脂假絲酵母(CaW/必/^ofyft'ca)、擲孢酵母(Sjwra6o/o/^cetoceae)、產(chǎn)朊假絲 酵母(QwK&^w說iy)、釀酒酵母(& a:/KJTOw;^^cereviyi^)中的一禾中或多禾中。 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重金屬廢水進行處理將吸附劑加入重金屬廢水中，使吸附劑重金屬廢水的質(zhì)量體積濃度比為5~10g/L: 10 20mg/L，搖床以50-200ipm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) 實現(xiàn)了剩余污泥的資源化利用，'頓為寶，節(jié)約了污7jC處理廠的運行費用。(3) 活性污泥一重金屬吸附菌齢作用，去除廢水中的重金屬離子，可大大提高處理效率。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例l:自廣州市獵德污7jC處理廠采集回流污泥，取戰(zhàn)污泥150g，加入蔗糖20g，使C/N 為8: 1，然后定容至1000ml，調(diào)節(jié)pH6，作為微生物培養(yǎng)華。在該液體培養(yǎng)基中接種產(chǎn)朊假絲酵 母于搖床中振蕩培養(yǎng)(200rpm)，培，度32'C，培養(yǎng)時間33h， 3000ipm離心5min，獲得吸附劑。 投加該吸附劑10g/L，處理15mg/L鉻液，搖床以50rpm速度振蕩2h后以2500ipm速度離心5min 去除率可達到95%。實施例2:自廣州市獵德污水處理廠采集回流污泥，取上述污泥100g，加入含葡萄糖10g,使 C/N為5: 1，然后定容至1000ml，調(diào)節(jié)pH7，作為微生物培養(yǎng)基。在該液體培養(yǎng)基中接種解脂假 絲酵母于搖床中振蕩培養(yǎng)(100ipm)，培f^顯度3(TC,培養(yǎng)時間25h， 3500tpm離心8min，獲得吸 附劑。投加該吸附劑6g/L，處理10mg/L鉻液，搖床以200ipm速度振蕩8h后以5000ipm速度離 心1 Omin去除率可達到98 % 。實施例3:自廣州市獵德污7jC處理廠采集回流污泥，取上述污泥200g，加入果糖15g，使C/N 為6: 1，然后定容至歸Oml，調(diào)節(jié)pH5，以此作為微生物培養(yǎng)基。在上述液體培養(yǎng)基中接種擲孢 酵母于搖床中振蕩培養(yǎng)(150rpm)，培養(yǎng) 顯度37。C，培養(yǎng)時間35h，鄰00ipm離心10min，所收集 的菌泥即為重金屬生物吸附劑。投加該吸附劑8g/L，處理20mg/L銅液，搖床以150rpm速度振蕩 6h后以3000rpm速度離心6min，去除率可達到90% 。實施例4:自廣州市獵德污7]C處理廠采集回流污泥，取上述污泥150g,加入乳糖16g，使C/N 為7: 1，然后定容至1000ml，調(diào)節(jié)pH6，作為微生物培養(yǎng)基。在該液體培養(yǎng)基中接種釀酒酵母、 解脂假絲酵母于搖床中振蕩培養(yǎng)(200rpm)，培皿度32。C，培養(yǎng)時間33h， 3000ipm離心5min， 獲得吸附劑。投加該吸附劑5g/L，處理15mg/L鎳液，搖床以100rpm速度振蕩7h后以4000rpm 速度離心8min，去除率可達到96%。實施例5:自廣州市獵德污水處理廠采集回流污泥，取上述污泥150g，加入麥芽糖20g、MgSO4 0.05g，使C/N為8: 1,然后定容至1000ml，調(diào)節(jié)pH6，作為微生物培養(yǎng)基。在該液體培養(yǎng)基中 接種釀酒酵母于搖床中振蕩培養(yǎng)(200rpm)，培^M度32'C，培養(yǎng)時間33h， 3000rpm離心5min， 獲得吸附劑。投加該吸附劑5g/L，處理15mg/L鎳液，搖床以180rpm速度振蕩5h后以3500rpm 速度離心7min，去除率可達到95 % 。實施例6:自廣州市獵德污7jC處理廠采集回流污泥，取上述污泥100g，加入果糖、乳糖共15g、 蛋白胨5g，使C/N為5: 1，然后定容至1000ml，調(diào)節(jié)pH5，以此作為微生物培養(yǎng)基。在上述液 體培養(yǎng)基中接種擲孢酵母于搖床中振蕩培養(yǎng)(150ipm)，培l(xiāng)^a度37'C，培養(yǎng)時間35h， 4000ipm 離心10min，所收集的菌泥即為重金屬生物吸附劑。投加該吸附劑8g/L，處理20mg/L銅液，搖床 以90rpm速度振蕩3h后以3000rpm速度離心5min，去除率可達到90%。實施例7:自廣州市獵德污7K處理廠采集回流污泥，取上述污泥100g，加入葡萄糖、蔗糖、 乳糖共20g，酵母浸粉2g，使C/N為6: 1，然后定容至1000ml，調(diào)節(jié)pH7，作為微生物培養(yǎng)基。 在該液體培養(yǎng)基中接種解脂假絲酵母、擲孢酵母、釀酒酵母于搖床中振蕩培養(yǎng)(100rpm)，培養(yǎng)溫 度30'C，培養(yǎng)時間25h， 3500ipm離心8min，獲得吸附劑。投加該吸附劑6g/L，處理10mg/L鉻 液，搖床以160ipm速度振蕩5h后以2800rpm速度離心6min，去除率可達到98%。
權(quán)利要求
1、一種重金屬生物吸附劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在剩余活性污泥中加入營養(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，以此作為微生物培養(yǎng)基；(2)在(1)得到的微生物培養(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。
2、 '根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，所述營養(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、MgS04中的一種或者一種以上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述酵母是解脂假絲酵母、擲孢酵母、產(chǎn)朊假絲酵母、釀酒 酵母中的一種或多種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3之一所述方法制備的一種重金屬生物吸附劑。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述重金屬生物吸附劑在處理重金屬廢水中的應(yīng)用，其特征在于，將吸附 劑加入重金屬廢水中，使吸附劑重金屬廢水的質(zhì)量體積、濃度比為5~10g/L: 10mg/L，搖床以 50-200rpm速度振蕩2 8h后以2500—5000rpm速度離心5 10min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種重金屬生物吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。在剩余活性污泥中加入營養(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；在培養(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，收集的菌泥為重金屬生物吸附劑。將該吸附劑加入重金屬廢水中，使吸附劑∶重金屬廢水的質(zhì)量濃度比為5～10g/L∶10～20mg/L，搖床以50～200rpm的轉(zhuǎn)速振蕩2～8h，最后離心即可實現(xiàn)重金屬廢水的處理。本發(fā)明可降低吸附劑生產(chǎn)成本，節(jié)約污水處理廠的運行費用、提高處理效率。
文檔編號B01J20/22GK101229506SQ200710031098
公開日2008年7月30日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者何寶燕, 葉錦韶, 華 尹, 娜 張, 輝 彭, 秦華明 申請人:暨南大學(xué)