專利名稱：利用啤酒廢酵母處理含鎘工業(yè)廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用啤酒廢酵母處理含鎘工業(yè)廢水的方法。
背景技術(shù)：
啤酒廢酵母是啤酒生產(chǎn)中主要的副產(chǎn)物，若按2001年我國啤酒總產(chǎn)量2274萬噸計算，每年將有45.5～68.3萬噸的啤酒廢酵母。但目前大部分企業(yè)將廢酵母直接排掉，成為水體的一大污染源，只有少部分經(jīng)過簡單干燥生產(chǎn)酵母飼料，低價出售。
另外，隨著工業(yè)的發(fā)展，鎘單質(zhì)及其化合物被廣泛應(yīng)用于電鍍、化工、染料、紡織、核技術(shù)、煉油等工業(yè)中。其中電鍍工業(yè)中廢水的含鎘量在40～250mg/L；化工生產(chǎn)中以硫酸鎘為原料生產(chǎn)塑料穩(wěn)定劑的廢水含鎘量達500～700mg/L；一些礦山的酸性廢水含鎘量高達1000mg/L。鎘是具有很大毒性的金屬，通過累積作用可引起人體組織器官發(fā)生病變。其化合物也屬毒性物質(zhì)，都將對人類健康造成極大的危害。傳統(tǒng)的處理含鎘工業(yè)廢水的方法，如化學(xué)沉淀法、離子交換法、電解法、凝聚法和氧化還原法等，不但耗資大，而且都易造成二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用啤酒廢酵母處理含鎘工業(yè)廢水的方法，為啤酒廢酵母的綜合利用和含鎘工業(yè)廢水的處理開發(fā)一條新途徑。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是利用啤酒廢酵母處理含鎘工業(yè)廢水的方法，其步驟如下(1)稀釋除雜分離將從啤酒廠得到的廢酵母泥加入3～5倍重量5～8℃的水稀釋攪拌均勻，然后除雜、分離得含水量75～85％的酵母乳液；(2)堿處理向酵母乳液中加NaOH使PH 9～11，保持3～4小時，得堿處理酵母乳液；(3)制啤酒酵母生物吸附劑將堿處理酵母乳液去水，得含水量40～45％的濕啤酒酵母生物吸附劑；(4)處理前準備將含鎘工業(yè)廢水除雜，并將稻殼粉碎成50目細粉備用；
(5)生物吸附按每升含鎘工業(yè)廢水中鎘離子濃度100毫克加入4～10克濕啤酒酵母生物吸附劑進行多級循環(huán)吸附，吸附時間20～60分鐘，吸附后的上清液檢測達標后排放，得吸附處理后的含鎘工業(yè)廢水渾濁液；(6)含鎘工業(yè)廢水渾濁液處理在含鎘工業(yè)廢水渾濁液中加入8～12％重量的稻殼細粉助濾劑，攪拌均勻后壓濾得濾餅；(7)鎘金屬回收將(6)所得濾餅干燥后，焚燒得含有鎘金屬的灰燼回收鎘金屬。
回收鎘金屬可送重金屬回收部門采用現(xiàn)有技術(shù)中的冶煉法或化學(xué)法得到金屬鎘。
為便于啤酒酵母生物吸附劑的運輸和儲存，可將上述步驟(3)中所得的含水量40～45％的濕啤酒酵母生物吸附劑，經(jīng)真空干燥、冷卻后，得含水量5～8％的干啤酒酵母生物吸附劑。
生物吸附時，按每升含鎘工業(yè)廢水中鎘離子濃度100毫克加入2～5克干啤酒酵母生物吸附劑進行多級循環(huán)吸附，吸附時間20～60分鐘。
本發(fā)明制備啤酒酵母生物吸附劑所選用的主要原料是啤酒廠的廢酵母，作為助濾劑的是廣大農(nóng)村的稻殼等有機物，來源廣泛，加工成本低，綜合利用，變廢為寶；由廢酵母制成的生物吸附劑，對鎘離子吸附時間短，吸附能力強；采用稻殼作助濾劑，是使稻殼中91～93％的有機物在焚燒時除去，有利于鎘金屬回收；利用啤酒廢酵母處理含鎘工業(yè)廢水，工藝及設(shè)備簡單、容易實施、無環(huán)境污染、便于推廣應(yīng)用，推廣應(yīng)用后必將產(chǎn)生較大社會效益和經(jīng)濟效益。
具體實施例方式
下面結(jié)合給出的實施例和試驗例對本發(fā)明作進一步描述。本發(fā)明不限于實施例，以本發(fā)明技術(shù)方案所作的等效改變均屬于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
實施例1用啤酒廢酵母處理冶煉含鎘工業(yè)廢水用啤酒廢酵母處理冶煉含鎘工業(yè)廢水，其步驟如下(1)稀釋除雜分離將吉林××啤酒廠經(jīng)酵母離心機離心后，含水量80％的1000mL廢酵母泥，送入清洗設(shè)備中加入5000mL 5℃的冷水稀釋攪拌均勻，然后用80目篩除去80％的雜質(zhì)，再用100目篩除去全部可見雜質(zhì)，靜止40分鐘，使其自動沉淀，傾出上清液后，再用2000轉(zhuǎn)/分鐘的離心機分離20分鐘，得含水量80％的酵母乳液。
(2)堿處理向酵母乳液中加NaOH使PH11后，保持3小時，得堿處理酵母乳液。
(3)制啤酒酵母生物吸附劑將堿處理酵母乳液經(jīng)壓濾機壓濾后，真空干燥，得含水量5％的干啤酒酵母生物吸附劑100g。
(4)處理前準備將稻殼粉碎成50目細粉備用；取××冶煉廠含鎘工業(yè)廢水除雜后，經(jīng)檢測水中重金屬含量，見表1。
表1

(5)生物吸附及含鎘工業(yè)廢水渾濁液處理取含鎘工業(yè)廢水1000mL，干啤酒酵母生物吸附劑2g，磁力攪拌，兩次吸附，每次吸附時間20分鐘，溫度25℃，吸附處理后的廢水經(jīng)60分鐘沉降，上清液經(jīng)檢測(檢測結(jié)果見表2)達到排放標準即鎘離子(Cd2+)濃度＜0.5mg/L后排放，得含鎘工業(yè)廢水渾濁液250mL。
表2

(6)鎘金屬回收在含鎘工業(yè)廢水渾濁液中加入25g粉碎后的稻殼，攪拌均勻后用小型壓濾機壓濾，濾液經(jīng)檢測達到排放標準后排放，所得濾餅干燥后焚燒，得含有鎘金屬的灰燼3.1g，送重金屬回收部門，回收鎘金屬7.2mg。
實施例2用啤酒廢酵母處理電鍍含鎘工業(yè)廢水用啤酒廢酵母處理電鍍含鎘工業(yè)廢水，其步驟如下(1)稀釋除雜分離將四平××啤酒集團公司經(jīng)壓濾機壓濾后含水量90％的1000mL廢酵母泥，送入清洗設(shè)備中，加入3000mL 6℃的冷水稀釋攪拌均勻，然后用80目篩除去80％的雜質(zhì)，再用100目篩除去全部可見雜質(zhì)，靜止40分鐘，使其自動沉淀，傾出上清液后，再用2000轉(zhuǎn)/分鐘的離心機分離20分鐘，得含水量80％的酵母乳液。
(2)堿處理向酵母乳液中加入NaOH使PH9，保持4小時，得堿處理酵母乳液。
(3)制啤酒酵母生物吸附劑將堿處理的酵母乳液經(jīng)壓濾機壓濾，得含水量45％的濕啤酒酵母生物吸附劑100g。
(4)處理前準備將稻殼粉碎成50目細粉備用；取××電鍍廠含鎘工業(yè)廢水除雜后，經(jīng)檢測水中重金屬含量，見表3。
表3

(5)生物吸附及含鎘工業(yè)廢水渾濁液處理取含鎘工業(yè)廢水1000mL，濕啤酒酵母生物吸附劑10g，磁力攪拌，三次吸附，每次吸附時間60分鐘，溫度25℃，吸附處理后的廢水經(jīng)60分鐘沉降，上清液經(jīng)檢測(檢測結(jié)果見表4)達到排放標準即鎘離子(Cd2+)濃度＜0.5mg/L后排放，得含鎘工業(yè)廢水渾濁液250mL。
表4

(6)鎘金屬回收在含鎘工業(yè)廢水渾濁液中加入30g粉碎后的稻殼，攪拌均勻后用小型壓濾機壓濾，濾液經(jīng)檢測達到排放標準后排放，所得濾餅干燥后焚燒，得含有鎘金屬的灰燼3.5g，送重金屬回收部門，回收鎘金屬62.6mg。
實施例3用啤酒廢酵母處理化工含鎘工業(yè)廢水用啤酒廢酵母處理化工含鎘工業(yè)廢水，其步驟如下
(1)稀釋除雜分離將×××啤酒有限公司錐型發(fā)酵罐沉淀后含水量95％的1000mL廢酵母泥送入清洗設(shè)備中，加入4500mL 8℃的冷水稀釋攪拌均勻，然后用80目篩除去80％的雜質(zhì)，再用100目篩除去全部可見雜質(zhì)，靜止40分鐘，使其自動沉淀，傾出上清液后，再用2000轉(zhuǎn)/分鐘的離心機分離20分鐘，得含水量80％的酵母乳液。
(2)堿處理向酵母乳液中加入NaOH使PH10后，保持3.5小時，得堿處理酵母乳液。
(3)制啤酒酵母生物吸附劑將堿處理的酵母乳液經(jīng)壓濾機壓濾，干燥得含水量8％的干啤酒酵母生物吸附劑25g。
(4)處理前準備將稻殼粉碎成50目細粉備用；取××化工廠含鎘工業(yè)廢水除雜后，經(jīng)檢測水中重金屬含量，見表5。
表5

(5)生物吸附及含鎘工業(yè)廢水渾濁液處理取含鎘工業(yè)廢水1000mL，干啤酒酵母生物吸附劑5g，磁力攪拌，三次吸附，每次吸附時間40分鐘，溫度25℃，吸附處理后的廢水經(jīng)60分鐘沉降，上清液經(jīng)檢測(檢測結(jié)果見表6)達到排放標準即鎘離子(Cd2+)濃度＜0.5mg/L后排放，得含鎘工業(yè)廢水渾濁液250mL。
表6

(6)鎘金屬回收在含鎘廢水渾濁液中加入20g粉碎后的稻殼，攪拌均勻后用小型壓濾機壓濾，濾液經(jīng)檢測達到排放標準后排放，所得濾餅干燥后焚燒，得含有鎘金屬的灰燼4.6g，送重金屬回收部門，回收鎘金屬134.6mg。
在實際生產(chǎn)中，可將處理低濃度廢水后的啤酒酵母生物吸附劑再用于處理高濃度的廢水，進行多級循環(huán)吸附，既可增加啤酒酵母生物吸附劑的金屬積累量，又可以節(jié)約啤酒酵母生物吸附劑的用量，有利于降低成本。
試驗例啤酒酵母生物吸附劑吸附鎘離子能力靜態(tài)試驗為考核本發(fā)明啤酒酵母生物吸附劑吸附鎘離子的能力，分別提取實施例2所得濕啤酒酵母生物吸附劑10g，實施例1、3所得干啤酒酵母生物吸附劑各5g，作啤酒酵母生物吸附劑吸附鎘離子能力靜態(tài)試驗。
試驗條件鎘離子標準液(GB7871--87)，濃度100mg/L，反應(yīng)溫度25℃，PH5。
主要試驗裝置原子吸收分光光譜儀、水浴鍋、離心機、磁力攪拌器、PH計、小型過濾機等。
啤酒酵母生物吸附劑吸附鎘離子的時間及能力檢測結(jié)果，見表7表7

結(jié)論本發(fā)明所得啤酒酵母生物吸附劑對鎘離子標準液中鎘離子有較好的吸附能力，吸附時間在15～20分鐘時，吸附能力可達45.9～47.1mg/g，平均值為46.5mg/g。20分鐘后吸附能力增加緩慢，在15分鐘時的吸附率接近平衡。
權(quán)利要求
1.利用啤酒廢酵母處理含鎘工業(yè)廢水的方法，其特征在于步驟如下(1)稀釋除雜分離將從啤酒廠得到的廢酵母泥加入3～5倍重量5～8℃的水稀釋攪拌均勻，然后除雜、分離得含水量75～85％的酵母乳液；(2)堿處理向酵母乳液中加NaOH使PH 9～11，保持3～4小時，得堿處理酵母乳液；(3)制啤酒酵母生物吸附劑將堿處理酵母乳液去水，得含水量40～45％的濕啤酒酵母生物吸附劑；(4)處理前準備將含鎘工業(yè)廢水除雜，并將稻殼粉碎成50目細粉備用；(5)生物吸附按每升含鎘工業(yè)廢水中鎘離子濃度100毫克加入4～10克濕啤酒酵母生物吸附劑進行多級循環(huán)吸附，吸附時間20～60分鐘，吸附后的上清液檢測達標后排放，得吸附處理后的含鎘工業(yè)廢水渾濁液；(6)含鎘工業(yè)廢水渾濁液處理在含鎘工業(yè)廢水渾濁液中加入8～12％重量的稻殼細粉助濾劑，攪拌均勻后壓濾得濾餅；(7)鎘金屬回收將(6)所得濾餅干燥后，焚燒得含有鎘金屬的灰燼回收鎘金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用啤酒廢酵母處理含鎘工業(yè)廢水的方法，其特征在于將步驟(3)中所得的含水量40～45％的濕啤酒酵母生物吸附劑，經(jīng)真空干燥、冷卻后，得含水量5～8％的干啤酒酵母生物吸附劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用啤酒廢酵母處理含鎘工業(yè)廢水的方法，其特征在于采用干啤酒酵母生物吸附劑生物吸附時，按每升含鎘工業(yè)廢水中鎘離子濃度100毫克加入2～5克干啤酒酵母生物吸附劑進行多級循環(huán)吸附，吸附時間20～60分鐘。
全文摘要
利用啤酒廢酵母處理含鎘工業(yè)廢水的方法，是將啤酒廠的廢酵母泥經(jīng)堿處理后制得啤酒酵母生物吸附劑；向含鎘工業(yè)廢水中加入啤酒酵母生物吸附劑多級循環(huán)吸附，再加入稻殼細粉攪拌均勻后壓濾，焚燒濾餅得含有鎘金屬的灰燼從而回收鎘金屬。本發(fā)明制備啤酒酵母生物吸附劑所選用的主要原料是啤酒廠的廢酵母，作助濾劑的是廣大農(nóng)村的稻殼，來源廣泛，加工成本低，綜合利用，變廢為寶；本發(fā)明的生物吸附劑，對鎘離子吸附時間短，吸附能力強；用稻殼作助濾劑使稻殼中91～93％的有機物在焚燒時除去，有利于鎘金屬回收；本發(fā)明方法工藝及設(shè)備簡單、容易實施、無環(huán)境污染、便于推廣應(yīng)用，推廣應(yīng)用后必將產(chǎn)生較大社會效益和經(jīng)濟效益。
文檔編號C12N1/16GK1899983SQ200610017040
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月22日
發(fā)明者劉振揚, 郭葆華, 秦玉春, 孫志鋼 申請人:東北電力大學(xué)