一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种吸附剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]对于重金属的去除传统的方法:有化学沉降、氧化还原、离子交换、电化学处理、过滤、反渗透、溶剂萃取及蒸发回收等。各种物理、化学的方法也只是重金属离子的转移、浓缩、或存在形式改变，重金属不会消失，总量不会减少，这是重金属废水有别于其它废水之处。早些年，离子交换法应用较广泛，但由于树脂成本较高，对原有水质有一定的限制，如废水中有机物和氧化物会使树脂失效等，所以，随之而来的是化学法、电解法等逐渐出现并得到应用，化学法的不足之处是在于占地面积较大，产生含重金属污泥，污泥没有得到妥善的处理，所以存在二次污染问题。电解法的不足之处在于耗电高，重金属含量较高时使用效果不理想，电解法常用于贵重金属的回收，而对于回收价值不高的金属，比如说铜，那就得不偿失。环境工作者很早就提出有可能利用生物法去除重金属，并进行了多年的研宄。
[0003]农林废弃物吸附剂作为农业和林业生产与加工过程中产生的副产品，以其数量巨大，具有可再生、再生周期短、可生物降解、环境友好等诸多优点，成为了重要的生物质资源，主要有树皮、果壳、锯末、秸杆、稻草、蔗渣等。将农林废弃物用于吸附溶液中的金属离子，在处理废水的同时实现了农林废弃物的资源化。之所以能作为吸附剂，一方面是由于其物理结构上孔隙度较高，比表面积较大，可以与金属离子发生物理吸附；另一方面，因为某些农林废弃物中含有较多的活性物质，如-COOH、-OH、-NH2等，这些物质可以通过离子交换、螯合等方式吸附金属离子。尽管农林废弃物具有一定的重金属离子吸附能力，但由于活性组分含量较少，吸附能力不理想。因此，一些学者遂想到用酸碱或者甲醛等将其改性，然而，改性后的农林废弃物PH较低或偏高，吸附后，又会产生新的废水，达不到净化水质的目的，反而为水处理增加了负担。那么如何将农林废弃物充分的利用起来俨然成为了一个生物处理废水界的热点问题。霉菌吸附剂处理重金属作为一项新技术与其他同类技术相比具有以下优点:①在低浓度下，重金属可以被选择性的去除，也可对特定金属进行选择性去除；②去除效率高且有些贵重金属可达到回收利用；③菌种的来源广泛，几乎可以从任何带菌物质，特别是被重金属污染地，进行菌种的采用与筛选。但是，上述方法始终停留在实验室阶段，迟迟未能实现工业化，其中最大的弊端就是菌丝体吸附剂制备昂贵、繁琐、且产量低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是要解决现有处理重金属的吸附剂成本高、容易造成二次污染的问题，而提供的一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法。
[0005]本发明一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法是按照以下步骤制备的:
[0006]将农林废弃物在58?62°C的条件下干燥20?26h，然后打碎并过60?300目筛，再与水按质量比为1: (0.9?1.1)的比例进行混合，然后接种霉菌孢子，然后在温度28?32°C条件下发酵培养2?4d，得到霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂，即完成。
[0007]本发明霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂可以通过新陈代谢、离子交换或者配位络合等作用从水溶液中吸附重金属离子，此法相比以往的化学改性的农林废弃物更加的绿色环保，同时又避免了真菌吸附剂单独制备时培养基的昂贵与培养条件的苛刻，更易于实现工业化，农林废弃物本身就有吸附废水中重金属离子的作用，同时作为霉菌的载体，能够为霉菌的新陈代谢提供必要的能量。霉菌可以在农林废弃物上生长，而无需添加其他的营养元素。霉菌气生菌丝体及其产生的孢子有很强的重金属吸附能力。
【具体实施方式】
[0008]【具体实施方式】一:本实施方式一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法是按照以下步骤制备的:
[0009]将农林废弃物在58?62°C的条件下干燥20?26h，然后打碎并过60?300目筛，再与水按质量比为1: (0.9?1.1)的比例进行混合，然后接种霉菌孢子，然后在温度28?32°C条件下发酵培养2?4d，得到霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂，即完成。
[0010]本实施方式霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂可以通过新陈代谢、离子交换或者配位络合等作用从水溶液中吸附重金属离子，此法相比以往的化学改性的农林废弃物更加的绿色环保，同时又避免了真菌吸附剂单独制备时培养基的昂贵与培养条件的苛刻，更易于实现工业化农林废弃物本身就有吸附废水中重金属离子的作用，同时作为霉菌的载体，能够为霉菌的新陈代谢提供必要的能量。霉菌可以在农林废弃物上生长，而无需添加其他的营养元素。霉菌气生菌丝体及其产生的孢子有很强的重金属吸附能力。
[0011]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:所述的农林废弃物为稻草或玉米秸杆。其他与【具体实施方式】一相同。
[0012]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:所述的霉菌为菌株号98003的黑曲霉(Aspergillus niger)。其他与【具体实施方式】一或二相同。
[0013]其中本实施方式中菌株号98003的黑曲霉，购买自哈尔滨春瑞科技开发有限公司。
[0014]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:所述的霉菌孢子的接种量为(7.5?8.5) X 106cfu。其他步骤和参数与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0015]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:所述的霉菌孢子的接种量为8X106cfu。其他步骤和参数与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0016]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是:所述的在温度为30°C的条件下发酵培养。其他步骤和参数与【具体实施方式】一至五之一相同。
[0017]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是:所述的发酵培养的时间为3d。其他步骤和参数与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0018]通过以下试验验证本发明的有益效果:
[0019]试验1、本试验一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法，其特征在于制备方法是按照以下步骤制备的:
[0020]将稻草在60°C的条件下干燥24h，然后打碎并过60目筛，再与水按质量比为1:1的比例进行混合，然后按接种量为8 X 16Cfu接种霉菌孢子，然后在温度30°C条件下发酵培养3d，得到霉菌和干稻草混合生物吸附剂，即完成。
[0021]然后取本试验制备的霉菌和干稻草混合生物吸附剂0.1g加含30mg/L的铜溶液10ml中，进行吸附实验，在温度为30°C，转速为10rmp的条件下，吸附2h后，测溶液中残余铜含量，得到霉菌发酵干稻草的吸附量为7.98mg/g。
[0022]取0.1g不经过微生物发酵的干稻草，在相同的吸附条件，初始浓度下，干稻草的吸附量为1.94mg/go
[0023]本试验的霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂可以通过新陈代谢、离子交换或者配位络合等作用从水溶液中吸附重金属离子，此法相比以往的化学改性的农林废弃物更加的绿色环保，同时又避免了真菌吸附剂单独制备时培养基的昂贵与培养条件的苛刻，更易于实现工业化，农林废弃物本身就有吸附废水中重金属离子的作用，同时作为霉菌的载体，能够为霉菌的新陈代谢提供必要的能量。霉菌可以在农林废弃物上生长，而无需添加其他的营养元素。霉菌气生菌丝体及其产生的孢子有很强的重金属吸附能力。
[0024]本试验霉菌为菌株号98003的黑曲霉(Aspergillus niger)，购买自哈尔滨春瑞科技开发有限公司。
【主权项】
1.一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法，其特征在于制备方法是按照以下步骤制备的: 将农林废弃物在58?62°C的条件下干燥20?26h，然后打碎并过60?300目筛，再与水按质量比为1: (0.9?1.1)的比例进行混合，然后接种霉菌孢子，然后在温度28?32°C条件下发酵培养2?4d，得到霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂，即完成。
2.根据权利要求1所述的一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法，其特征在于所述的将农林废弃物在60°C的条件下干燥24h。
3.根据权利要求1所述的一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法，其特征在于所述的农林废弃物为稻草或玉米秸杆。
4.根据权利要求1所述的一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法，其特征在于所述的霉菌为菌株号98003的黑曲霉。
5.根据权利要求1所述的一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法，其特征在于所述的霉菌孢子的接种量为(7.5?8.5) X 106cfu。
6.根据权利要求1所述的一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法，其特征在于所述的霉菌孢子的接种量为8X 106cfu。
7.根据权利要求1所述的一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法，其特征在于所述的在温度为30°C的条件下发酵培养。
8.根据权利要求1所述的一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法，其特征在于所述的发酵培养的时间为3d。
【专利摘要】一种霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂的制备方法，它涉及一种吸附剂的制备方法，本发明是要解决现有处理重金属的吸附剂成本高、容易造成二次污染的问题，本发明方法为：将农林废弃物干燥后打碎并过筛，再与水按质量比为1：1的比例进行混合，然后接种霉菌孢子，然后进行发酵培养，得到霉菌和农林废弃物混合生物吸附剂，即完成。本发明的优点是绿色环保，易于工业化生产，同时吸附量高。本发明应用于吸附剂领域。
【IPC分类】B01J20-24, B01J20-30
【公开号】CN104801285
【申请号】CN201510226370
【发明人】崔崇威, 王婧瑶, 任滨侨, 张晓晨
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月6日