專利名稱：固定香菇菌柄對(duì)重金屬鉛污染的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含重金屬鉛的廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為固定香菇菌柄對(duì)重金屬鉛污染的應(yīng)用。
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背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著全球工業(yè)的快速發(fā)展，廢水的大量排放，許多重金屬對(duì)環(huán)境的污染日益嚴(yán)重，如何有效地治理重金屬污染已經(jīng)成為人類共同關(guān)注的問(wèn)題。本課題以研究高效、經(jīng)濟(jì)的重金屬?gòu)U水處理技術(shù)為導(dǎo)向，以廢生物體的資源化利用為目標(biāo)，開展了提高固定香菇菌柄吸附水溶液中Pb2+和Pb2+能力的途徑研究，重點(diǎn)探討了用固定香菇菌柄為吸附劑的固定床反應(yīng)器吸附去除廢水中重金屬的技術(shù)可行性，并研究了固定香菇菌柄吸附-解吸附Pb2+和Pb2+的條件，探尋高效的解吸劑，實(shí)現(xiàn)貴重金屬的回收。目前，來(lái)源于機(jī)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)的含重金屬離子廢水所造成的水體重金屬污染已經(jīng)成為了一個(gè)世界性的環(huán)境問(wèn)題。重金屬離子和有機(jī)污染物不同，它進(jìn)入水體環(huán)境后不能被細(xì)菌、微生物所降解為無(wú)毒物質(zhì)，因此它不僅僅對(duì)水生生物構(gòu)成威脅，而往往更通過(guò)食物鏈能累積到較高的濃度，最終危脅到人類的健康。重金屬對(duì)動(dòng)物、植物以及人類的危害報(bào)道已經(jīng)很多。據(jù)研究，重金屬進(jìn)入生物體后，能以自由離子或和生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪酸、氨基酸等結(jié)合成有機(jī)酸鹽或螯合物的形式存在，此外還可以與無(wú)機(jī)的碳酸根和磷酸根起反應(yīng)，生成無(wú)機(jī)金屬鹽。以重金屬鉛和鉛為例，人體過(guò)量攝入鉛會(huì)引起貧血、腎功能衰竭、神經(jīng)系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)功能受損，并可能導(dǎo)致突變、癌變，而鉛對(duì)人體的危害主要是通過(guò)消化道與呼吸道攝入被鉛污染的水、食物或空氣所引起的，估計(jì)當(dāng)吸入鉛濃度和時(shí)間的乘積為2500-2900 mg/m3 · min時(shí)可導(dǎo)致死亡,死因主要是肺炎和肺水腫。眾所周知的“骨痛病”的原因就是鉛慢性中毒。所以，研究低成本、高效益、簡(jiǎn)便易行的重金屬污染物處理技術(shù)，是目前國(guó)內(nèi)外環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的大事，對(duì)保護(hù)和凈化環(huán)境具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。多年來(lái)，學(xué)者們努力尋找能有效處理重金屬?gòu)U水的方法以降低其帶來(lái)的危害，這些努力所取得的成果為我們進(jìn)一步研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。重金屬?gòu)U水的治理技術(shù)目前可以歸納為化學(xué)沉淀法、電解法、離子交換法、離子浮選法、蒸發(fā)濃縮法、電滲析和反滲透法、鐵氧體法、吸附法等。這些治理方法總的來(lái)說(shuō)可以分為兩類(I)使重金屬轉(zhuǎn)變成不溶化合物，如氫氧化物沉淀法等，這一類方法應(yīng)用較廣，運(yùn)行費(fèi)用較高且難以回收重金屬；(2)廢水中的重金屬在不改變其形態(tài)的條件下進(jìn)行濃縮分離，如蒸發(fā)濃縮法和吸附法等，這種方法技術(shù)要求和運(yùn)行成本較高，雖易于回收重金屬，但其他的濃縮產(chǎn)物則大部分難以回收，因此需要對(duì)其進(jìn)一步無(wú)害化處理(如水泥固化、燒結(jié)固化、浙青固化等處理)，以使重金屬不易浸出，杜絕再次污染環(huán)境。兩類方法都有一些共同的缺點(diǎn)，即操作費(fèi)用和原材料成本較高，由于這些缺點(diǎn)，治理水體中重金屬污染的傳統(tǒng)方法在面對(duì)大量濃度低于IOOmg · L—1的低濃度重金屬?gòu)U水時(shí)在經(jīng)濟(jì)上很不合算表1-1生物吸附技術(shù)與其它技術(shù)用于重金屬?gòu)U水凈化的特征比較
權(quán)利要求
1.固定香菇菌柄對(duì)重金屬鉛污染的應(yīng)用，其特征在于在含有重金屬鉛的污水中，采用固定香菇菌柄作為吸附劑，制備帶有吸附劑的固定床反應(yīng)器，運(yùn)用該固定床反應(yīng)器對(duì)污水中的重金屬鉛進(jìn)行吸附，去除廢水中重金屬鉛，然后對(duì)吸附的重金屬進(jìn)行解析，使固定香菇菌柄解析后可對(duì)含有重金屬鉛的污水進(jìn)行再次吸附。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定香菇菌柄對(duì)重金屬鉛污染的應(yīng)用，其特征在于所述的固定香菇菌柄為聚乙烯醇-海藻酸鈉-香菇菌柄。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定香菇菌柄對(duì)重金屬鉛污染的應(yīng)用，其特征在于對(duì)吸附的重金屬進(jìn)行解析，所采用的解析劑為強(qiáng)酸，優(yōu)選鹽酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固定香菇菌柄對(duì)重金屬鉛污染的應(yīng)用，其特征在于采用鹽酸對(duì)重金屬進(jìn)行解析，鹽酸的濃度為O. Ol mol/L—I mol/L，解析率隨著鹽酸濃度的增大而增加，當(dāng)HCl的濃度為I. O mol/L時(shí)達(dá)到最大，解析率為89. 34%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固定香菇菌柄對(duì)重金屬鉛污染的應(yīng)用，其特征在于固定床反應(yīng)器為裝填有固體催化劑或固體反應(yīng)物的一種反應(yīng)器，固體物呈顆粒狀，粒徑為7-10mmD
6.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的固定香菇菌柄對(duì)重金屬鉛污染的應(yīng)用，其特征在于當(dāng)污水中鉛的濃度1-100 mg/kg時(shí)，固定香燕菌柄對(duì)被鉛污染的水具有吸附能力，當(dāng)污水中鉛的濃度> 100 mg/kg時(shí),其吸附效果較差或失去吸附能力。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的固定香菇菌柄對(duì)重金屬鉛污染的應(yīng)用，其特征在于污水通過(guò)固定床反應(yīng)器時(shí)的流速影響吸附效果，當(dāng)污水的流速為8 mL/min時(shí)，固定床反應(yīng)器中固定香菇菌柄對(duì)鉛金屬離子具有較好的吸附效果，吸附量為2. 511 mg/kg,當(dāng)污水的流速> 30 mL/min時(shí)，其吸附效果較差或失去吸附能力。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的固定香菇菌柄對(duì)重金屬鉛污染的應(yīng)用，其特征在于污水的PH值影響固定香菇菌柄對(duì)鉛金屬離子的吸附效果，當(dāng)pH值為2-5時(shí)，固定香菇菌柄對(duì)鉛離子的吸附量隨著溶液PH值升高而升高，當(dāng)pH值5時(shí)達(dá)到最大吸附量。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的固定香菇菌柄對(duì)重金屬鉛污染的應(yīng)用，其特征在于所述的固定香菇菌柄的制備方法為將香菇成熟子實(shí)體，附著有培養(yǎng)料的菌柄非食用部分剪下洗凈，于恒溫干燥箱中，在50 ± 2°C的條件下進(jìn)行烘干至恒重，取出冷卻，用粉碎機(jī)粉碎后作為吸附材料的生物組分，放入廣口瓶中，備用。
全文摘要
本發(fā)明涉及含重金屬鉛的廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為固定香菇菌柄對(duì)重金屬鉛污染的應(yīng)用。該應(yīng)用方法為在含有重金屬鉛的污水中，采用固定香菇菌柄作為吸附劑，制備帶有吸附劑的固定床反應(yīng)器，運(yùn)用該固定床反應(yīng)器對(duì)污水中的重金屬鉛進(jìn)行吸附，去除廢水中重金屬鉛，然后對(duì)吸附的重金屬進(jìn)行解析，使固定香菇菌柄解析后可對(duì)含有重金屬鉛的污水進(jìn)行再次吸附。采用固定床反應(yīng)器處理重金屬?gòu)U水，操作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，處理效果好，且床內(nèi)載體采用的是固定后的生物死體，不需曝氣等操作，因此使用廣泛；對(duì)吸附重金屬離子后的生物吸附劑進(jìn)行解吸，不僅能避免二次污染，而且能回收重金屬，節(jié)省金屬資源。
文檔編號(hào)B01J20/24GK102923808SQ20121045575
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者張丹, 李偉, 張瑜 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所