專利名稱：一種利用金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包去除水溶液中重金屬離子的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用生物材料去除水溶液中重金屬離子的方法，具體涉及一種利 用金針菇工廠化生產(chǎn)過程中的廢菌包作為生物吸附劑去除水溶液中的鎘、鉛、錳、鎳、銅、鋅 等重金屬離子的方法。
背景技術(shù)：
如何治理重金屬污染廢水是當(dāng)今環(huán)境保護工作面臨的突出問題。目前在處理低濃 度的重金屬廢水方面，主要有化學(xué)沉淀法、離子交換法、化學(xué)氧化還原法、反滲透法、超過濾 法、活性炭吸附工藝等，其成本高、效率低、產(chǎn)生二次污染，再生能力弱，再生后吸附能力無 明顯提高。生物吸附法作為一種新興的處理技術(shù)，特別是在處理低濃度的重金屬廢水方面， 有著極為廣闊的前景。與傳統(tǒng)處理方法(化學(xué)沉淀法、離子交換法、化學(xué)氧化還原法、反滲 透法、超過濾法、活性炭吸附工藝等)相比，生物吸附法成本低、效率高、不產(chǎn)生二次污染， 再生能力強，再生后吸附能力無明顯降低。真菌菌絲體表現(xiàn)出很強的吸附重金屬的能力。毛木耳(Auriculariapolytricha)、 黃抱原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporiu)、紅絨蓋牛月干菌(Gomphidiusvi scidus)、 鉚釘菇(Gomphidius viscidus)、叢枝菌根真菌(Glomus mosseae)等的菌絲體均能有效地 清除水溶液中的重金屬。失活的工業(yè)發(fā)酵廢料黑曲霉菌絲體對水溶液中的鎳、鈣、鐵和鉻有 很強的吸附能力。農(nóng)業(yè)廢材料，尤其是富含纖維素的，具有很強的生物吸附能力。米糠、秸 稈、麩皮、麥殼、花生殼、大豆殼、椰子殼、核桃殼、棉籽殼、廢茶葉、玉米芯、甘蔗渣、蘋果皮、 甜菜渣、向日葵莖、棉花秸等均已被嘗試用于吸附重金屬。食用菌工廠化生產(chǎn)已成為我國食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。目前我國食用菌工廠化生 產(chǎn)品種主要是白色金針菇(Flammulina velutiper)，其生產(chǎn)量約占所有食用菌工廠化產(chǎn)品 的60%以上。一個日產(chǎn)5噸的白色金針菇工廠每天就可產(chǎn)生約5-6噸的廢菌包，產(chǎn)出量是 巨大的。因此，廢菌包的處理是一個亟需解決的問題。目前，金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包主要 用來做肥料、飼料添加劑、沼氣發(fā)酵原料或再用來種其它蘑菇，未見將其用作重金屬離子生 物吸附劑的報道。工廠化生產(chǎn)金針菇只出一潮菇，廢菌包里除包括發(fā)酵后的棉籽殼、麩皮和玉米芯 這些的培養(yǎng)料外，還含有大量的金針菇菌絲體，比表面積巨大，含有多種可鍵合重金屬離子 的官能團，這些都使其作為生物吸附劑成為可能。開發(fā)廢菌包重金屬生物吸附劑的新用途，以處理含重金屬廢水，是“以廢治廢”， “變廢為寶”，為含重金屬廢水的處理和廢菌包的資源化利用提供了新的途徑。此舉兼顧了 環(huán)境和經(jīng)濟效益，將有廣闊的應(yīng)用前景！

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低，吸附效率高，工藝簡單，操作方便的利用金針菇工廠化生產(chǎn)的廢菌包去除水溶液中重金屬離子的方法。本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達(dá)到一種利用金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包去除 水溶液中重金屬離子的方法，其特征在于包括如下步驟(1)、將金針菇工廠化生產(chǎn)的廢菌包自然曬干，后放入55 65°C的干燥箱中烘至
恒重；(2)、將烘干的廢菌包粉碎后過標(biāo)準(zhǔn)篩，獲得425 600 μ m的顆粒作為生物吸附劑 裝于自封袋中；(3)、將上述生物吸附劑放入55 65°C干燥箱中烘20 30h ；后裝入盛有重金屬 溶液的三角錐形瓶中，生物吸附劑用量6 10g/L，在23 27°C，100 150r/min條件下置 于恒溫振蕩器中振蕩吸附3 釙。為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的金針菇工廠化生產(chǎn)的廢菌包是指由棉籽 殼、麩皮、玉米芯按照1 ι 1比例，按料水比1 1.2 1.5加水混勻制成培養(yǎng)基，裝袋， 常壓濕熱滅菌10-1池，冷卻至室溫，接種金針菇菌種，經(jīng)35 45天的發(fā)菌及第一潮出菇過 程，采收金針菇后廢棄的廢菌包。本發(fā)明同已有技術(shù)相比可產(chǎn)生如下積極效果1、工廠化生產(chǎn)金針菇只出一潮菇，廢菌包里除包括發(fā)酵后的棉籽殼、麩皮和玉米 芯這些培養(yǎng)料外，還含有大量的金針菇菌絲體，廢菌包比表面積巨大，含有多種可鍵合重金 屬離子的官能團，吸附效率高，經(jīng)試驗對水溶液中8 iaiig/L的鎘和鉛的去除率達(dá)95%以 上；對40 60mg/L的錳、鎳、銅、鋅的去除率分別為80 85%、65 70%、70 75%、75 80%。2、金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包生物吸附劑，吸附效率高，工藝簡單，操作方便，成本 低。3、該方法即拓寬了生物吸附劑的選擇范圍，又充分利用了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物——金 針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包，是“以廢治廢”，“變廢為寶”。此舉兼顧了環(huán)境和經(jīng)濟效益，將有廣 闊的應(yīng)用前景！
具體實施例方式下面對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細(xì)說明原料準(zhǔn)備金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包來自山東省高密市惠德農(nóng)產(chǎn)品有限公司，是 指由棉籽殼、麩皮、玉米芯按照1 1 1比例，按料水比1 1.2 1.5加水混勻制成培 養(yǎng)基，裝袋，常壓濕熱滅菌10-1池，冷卻至室溫，接種金針菇菌種，經(jīng)35 45天的發(fā)菌及第 一潮出菇過程，采收金針菇后廢棄的廢菌包。來自其它廠家的金針菇廢菌包，只要培養(yǎng)料成 分同上也可采用。實施例1 1、將金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包先自然曬干，后放入55 65°C的干燥箱中烘至恒 重；2、將烘干的廢菌包粉碎后過標(biāo)準(zhǔn)篩，獲得425 600 μ m的顆粒作為生物吸附劑裝
于自封袋中。3、將上述生物吸附劑放入55 65°C干燥箱中烘20 30h ；將0. 3g廢菌包顆粒裝入盛有50ml、pH = 6、10mg/LCd(N0;3)2*4H20溶液的150ml三角錐形瓶中，即吸附劑用量為 6g/L，23°C，120r/min條件下置于恒溫振蕩器中振蕩吸附4h。之后，高速離心，取上清液，上 清液中Cd2+的濃度用火焰原子吸收分光光度計(GBC932-AA)測定。廢菌包生物吸附劑對 Cd2+的去除率Re通過下式計算
(C -C )Re =K ° ‘ xl00%
Co式中，Re為重金屬離子的去除率；Ctl為溶液中重金屬離子的起始濃度(mg/L) ;Ce為 吸附平衡后上清液中重金屬離子的濃度(mg/L)。經(jīng)計算，本發(fā)明提供的重金屬離子生物吸附劑——金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包對水 溶液中10mg/L的鎘的去除率達(dá)96. 5%。實施例2 1、將金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包先自然曬干，后放入55 65°C的干燥箱中烘至恒 重；2、將烘干的廢菌包粉碎后過標(biāo)準(zhǔn)篩，獲得425 600 μ m的顆粒作為生物吸附劑裝
于自封袋中。3、將上述生物吸附劑放入55 65°C干燥箱中烘20 30h ；將0. 4g廢菌包顆粒裝 入盛有50ml、pH = 5、10mg/L Pb(NO3)2溶液的150ml三角錐形瓶中，即吸附劑用量為8g/L， 25°C，120r/min條件下置于恒溫振蕩器中振蕩吸附池。之后，高速離心，取上清液，上清液 中1 2+的濃度用火焰原子吸收分光光度計(GBC932-AA)測定。廢菌包生物吸附劑對1 2+的 去除率Re通過下式計算
(C -C )Re = —- X100%C。式中，民為重金屬離子的去除率；Ctl為溶液中重金屬離子的起始濃度(mg/L) ;Ce為 吸附平衡后上清液中重金屬離子的濃度(mg/L)。經(jīng)計算，本發(fā)明提供的重金屬離子生物吸附劑——金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包對水 溶液中10mg/L的鉛的去除率可達(dá)95. 9%。實施例3 1、將金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包先自然曬干，后放入55 65°C的干燥箱中烘至恒 重；2、將烘干的廢菌包粉碎后過標(biāo)準(zhǔn)篩，獲得425 600 μ m的顆粒作為生物吸附劑裝
于自封袋中。3、將上述生物吸附劑放入55 65°C干燥箱中烘20 30h ；將0. 5g廢菌包顆粒裝 入盛有50ml、pH = 5、50mg/L MnSO4^H2O溶液的150ml三角錐形瓶中，即吸附劑用量為IOg/ L，250C，120r/min條件下置于恒溫振蕩器中振蕩吸附證。之后，高速離心，取上清液，上清 液中Mn2+的濃度用火焰原子吸收分光光度計(GBC932-AA)測定。廢菌包生物吸附劑對Mn2+ 的去除率R6通過下式計算Ae = (C。；C')xlOO%
Co式中，Re為重金屬離子的去除率；Ctl為溶液中重金屬離子的起始濃度(mg/L) ;Ce為吸附平衡后上清液中重金屬離子的濃度(mg/L)。經(jīng)計算，本發(fā)明提供的重金屬離子生物吸附劑——金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包對水 溶液中50mg/L的錳的去除率為81. 2%。實施例4 1、將金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包先自然曬干，后放入55 65°C的干燥箱中烘至恒 重；2、將烘干的廢菌包粉碎后過標(biāo)準(zhǔn)篩，獲得425 600 μ m的顆粒作為生物吸附劑裝
于自封袋中。3、將上述生物吸附劑放入55 65°C干燥箱中烘20 30h ；將0. 4g廢菌包顆粒 裝入盛有50ml、pH = 5、50mg/L NiSO4 · 6H20溶液的150ml三角錐形瓶中，即吸附劑用量為 8g/L,27°C,120r/min條件下置于恒溫振蕩器中振蕩吸附4h，每個處理重復(fù)三次。之后，高 速離心，取上清液，上清液中Ni2+的濃度用火焰原子吸收分光光度計(GBC932-AA)測定。廢 菌包生物吸附劑對Ni2+的去除率R6通過下式計算Re =(C°~ xl00%
Co式中，Re為重金屬離子的去除率；Ctl為溶液中重金屬離子的起始濃度(mg/L) ;Ce為 吸附平衡后上清液中重金屬離子的濃度(mg/L)。經(jīng)計算，本發(fā)明提供的重金屬離子生物吸 附劑——金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包對水溶液中50mg/L的鎳的去除率為68. %。實施例5 1、將金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包先自然曬干，后放入55 65°C的干燥箱中烘至恒 重；2、將烘干的廢菌包粉碎后過標(biāo)準(zhǔn)篩，獲得425 600 μ m的顆粒作為生物吸附劑裝
于自封袋中。3、將上述生物吸附劑放入55 65°C干燥箱中烘20 30h ；將0. 45g廢菌包顆粒 裝入盛有50ml、pH = 5、50mg/L CuSO4 · 5H20溶液的150ml三角錐形瓶中，即吸附劑用量為 9g/L,25°C,120r/min條件下置于恒溫振蕩器中振蕩吸附4h，每個處理重復(fù)三次。之后，高 速離心，取上清液，上清液中Cu2+的濃度用火焰原子吸收分光光度計(GBC932-AA)測定。廢 菌包生物吸附劑對Cu2+的去除率Re通過下式計算Re = (Co~C,)xlOO%
Co式中，Re為重金屬離子的去除率；CO為溶液中重金屬離子的起始濃度(mg/L) ；Ce 為吸附平衡后上清液中重金屬離子的濃度(mg/L)。經(jīng)計算，本發(fā)明提供的重金屬離子生物吸附劑——金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包對水 溶液中50mg/L的銅的去除率為72. 3%。實施例6 1、將金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包先自然曬干，后放入55 65°C的干燥箱中烘至恒 重；2、將烘干的廢菌包粉碎后過標(biāo)準(zhǔn)篩，獲得425 600 μ m的顆粒作為生物吸附劑裝于自封袋中。
3、將上述生物吸附劑放入55 65°C干燥箱中烘20 30h ；將0. 35g廢菌包顆粒 裝入盛有50ml、pH = 5、50mg/L ZnS04 · 7H20溶液的150ml三角錐形瓶中，即吸附劑用量 為7g/L，25°C，120r/min條件下置于恒溫振蕩器中振蕩吸附4h，每個處理重復(fù)三次。之后， 高速離心，取上清液，上清液中&ι2+的濃度用火焰原子吸收分光光度計(GBC932-AA)測定。 廢菌包生物吸附劑對&ι2+的去除率Re通過下式計算
權(quán)利要求
1.一種利用金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包去除水溶液中重金屬離子的方法，其特征在于包 括如下步驟(1)、將金針菇工廠化生產(chǎn)的廢菌包自然曬干，后放入陽 65°c的干燥箱中烘至恒重；(2)、將烘干的廢菌包粉碎后過標(biāo)準(zhǔn)篩，獲得425 600μ m的顆粒作為生物吸附劑裝于 自封袋中；(3)、將上述生物吸附劑放入55 65°C干燥箱中烘20 30h；后裝入盛有重金屬溶液 的三角錐形瓶中，生物吸附劑用量6 10g/L，在23 27°C，100 150r/min條件下置于恒 溫振蕩器中振蕩吸附3 釙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包去除水溶液中重金屬離 子的方法，其特征在于所述的金針菇工廠化生產(chǎn)的廢菌包是指由棉籽殼、麩皮、玉米芯按照 1:1: 1比例，按料水比1 1.2 1.5加水混勻制成培養(yǎng)基，裝袋，常壓濕熱滅菌10-1濁， 冷卻至室溫，接種金針菇菌種，經(jīng)35 45天的發(fā)菌及第一潮出菇過程，采收金針菇后廢棄 的廢菌包。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種利用金針菇工廠化生產(chǎn)廢菌包去除水溶液中重金屬離子的方法，其特征在于將金針菇工廠化生產(chǎn)廢棄的菌包自然曬干，后烘至恒重；粉碎后過篩得425～600μm的顆粒作為生物吸附劑；稱取一定量的生物吸附劑裝入盛有重金屬溶液的三角錐形瓶中，生物吸附劑用量為6～10g/L，在23～27℃，100～150r/min條件下置于恒溫振蕩器中振蕩吸附3～5h，該吸附劑對水溶液中8～12mg/L的鎘和鉛的去除率達(dá)95以上；對40～60mg/L的錳、鎳、銅、鋅的去除率分別為80～85％、65～70％、70～75％、75～80％。本發(fā)明的生物吸附劑具有成本低，吸附效率高，工藝簡單，操作方便的優(yōu)點，將有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C02F1/28GK102139934SQ20111002762
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者圖力古爾, 李維煥, 程顯好, 馬天云, 高興喜 申請人:魯東大學(xué)