專利名稱：固定香菇菌柄對重金屬鎘污染的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含重金屬鎘的廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為固定香菇菌柄對重金屬鎘污染的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來，隨著全球エ業(yè)的快速發(fā)展，廢水的大量排放，許多重金屬對環(huán)境的污染日益嚴重，如何有效地治理重金屬污染已經(jīng)成為人類共同關(guān)注的問題。本課題以研究高效、經(jīng)濟的重金屬廢水處理技術(shù)為導(dǎo)向，以廢生物體的資源化利用為目標，開展了提高固定香菇菌柄吸附水溶液中Cd2+能力的途徑研究，重點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Cd2+的條件，探尋高效的解吸劑，實現(xiàn)貴重金屬的回收。目前，來源于機械加工、礦山開采業(yè)、鋼鐵及有色金屬的冶煉和部分化工企業(yè)的含重金屬離子廢水所造成的水體重金屬污染已經(jīng)成為了ー個世界性的環(huán)境問題。重金屬離子和有機污染物不同，它進入水體環(huán)境后不能被細菌、微生物所降解為無毒物質(zhì)，因此它不僅僅對水生生物構(gòu)成威脅，而往往更通過食物鏈能累積到較高的濃度，最終危脅到人類的健康。重金屬對動物、植物以及人類的危害報道已經(jīng)很多。據(jù)研究，重金屬進入生物體后，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)合成有機酸鹽或螯合物的形式存在，此外還可以與無機的碳酸根和磷酸根起反應(yīng)，生成無機金屬鹽。以重金屬鎘和鉛為例，人體過量攝入鉛會引起貧血、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，而鎘對人體的危害主要是通過消化道與呼吸道攝入被鎘污染的水、食物或空氣所引起的，估計當(dāng)吸入鎘濃度和時間的乘積為2500-2900 mg/m3 min時可導(dǎo)致死亡，死因主要是肺炎和肺水腫。眾所周知的“骨痛病”的原因就是鎘慢性中毒。所以，研究低成本、高效益、簡便易行的重金屬污染物處理技術(shù)，是目前國內(nèi)外環(huán)境保護領(lǐng)域中的大事，對保護和浄化環(huán)境具有重要的現(xiàn)實意義。多年來，學(xué)者們努力尋找能有效處理重金屬廢水的方法以降低其帶來的危害，這些努力所取得的成果為我們進ー步研究打下了堅實的基礎(chǔ)。重金屬廢水的治理技術(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說可以分為兩類(I)使重金屬轉(zhuǎn)變成不溶化合物，如氫氧化物沉淀法等，這ー類方法應(yīng)用較廣，運行費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，因此需要對其進一步無害化處理(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。兩類方法都有ー些共同的缺點，即操作費用和原材料成本較高，由于這些缺點，治理水體中重金屬污染的傳統(tǒng)方法在面對大量濃度低于IOOmg じ1的低濃度重金屬廢水時在經(jīng)濟上很不合算表1-1生物吸附技術(shù)與其它技術(shù)用于重金屬廢水凈化的特征比較 面對傳統(tǒng)方法的種種缺點，近年來有不少學(xué)者利用生物從稀溶液中吸附重金屬方面進行了較多的研究，取得了多項研究成果和發(fā)現(xiàn)。與傳統(tǒng)方法相比，生物吸附技術(shù)具有以下優(yōu)點(I)原料來源豐富，成本低，品種多且可資源化利用；(2)吸附容量大，速度快，去除效率好；(3)有良好的選擇性；(4)不會產(chǎn)生二次污染；(5)應(yīng)用范圍廣，對環(huán)境的適用范圍寬。可以看出，生物吸附技術(shù)相對于傳統(tǒng)的重金屬廢水治理方法有無法比擬的優(yōu)點，它不只在工程上可行，在經(jīng)濟上也很有吸引力，是ー種很有潛力的重金屬廢水處理方法，吸引著世界各國研究學(xué)者的注意力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述問題，提供ー種成本較低，吸附容量大，去除效率高，可去除重金屬鎘污染的固定香菇菌柄的應(yīng)用。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
固定香菇菌柄對重金屬鎘污染的應(yīng)用，在含有重金屬鎘的污水中，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，運用該固定床反應(yīng)器對污水中的重金屬鎘進行吸附，去除廢水中重金屬鎘，然后對吸附的重金屬進行解析，使固定香菇菌柄解析后可對含有重金屬鎘的污水進行再次吸附。對吸附的重金屬進行解析，所采用的解析劑為為強酸，優(yōu)選鹽酸。采用鹽酸對重金屬進行解析，其解吸量隨著鹽酸濃度的增大而增加，當(dāng)HCl的濃度為I. 0 mo I/L時達到最大，解析率為80. 07%。固定床反應(yīng)器為裝填有固體催化劑的ー種反應(yīng)器。固定床反應(yīng)器又稱填充床反應(yīng)器，裝填有固體催化劑用以實現(xiàn)多相反應(yīng)過程的一種反應(yīng)器。固體物呈顆粒狀，粒徑1-15_。堆積成一定高度(或厚度)的床層。床層靜止不動，流體通過床層進行反應(yīng)。它與流化床反應(yīng)器及移動床反應(yīng)器的區(qū)別在于固體顆粒處于靜止狀態(tài)。本申請中的固體催化劑優(yōu)選聚こ烯醇-海藻酸鈉固定香菇菌柄，又稱PVA-SA固定香菇菌柄。固定床吸附器實際上是在圓筒體內(nèi)填充吸附劑的吸附柱。吸附時吸附劑固定不動，水流穿過吸附層。根據(jù)水流的方向可分為升流式和降流式兩種。采用降流式固定床吸附，出水水質(zhì)較好，但水頭損失較大。而在升流式固定床吸附中，水流由上往下流動。這種床型水頭損失増加較慢，運行時間較降流式長。為了保證床層的水流狀態(tài)和吸附效率，吸附劑的粒徑以3-7 mm為宜，粒徑過大會降低単位體積吸附劑的有效比表面積，使吸附過程變?yōu)閿U散過程，延長吸附時間。粒徑過小會造成床層壓降過大，容易產(chǎn)生堵塞而影響反應(yīng)器的正常運行。根據(jù)處理水量、原水水質(zhì)及處理要求，固定床吸附器中的固定床可分為單床和多床系統(tǒng)。在處理規(guī)模很小時采用單床，多數(shù)情況下采用多床。多床又分為并聯(lián)合串聯(lián)兩種，前者適合大規(guī)模處理，出水要求較低，后者適宜處理量較小，出水要求較高的系統(tǒng)。固定床反應(yīng)器對重金屬鎘的吸附是ー個復(fù)雜的過程，受吸附劑、流速及金屬離子和各種物理化學(xué)條件的影響。不同的過程影響因素就不同，其中
流速是固定床反應(yīng)器中影響重金屬鎘吸附的ー個重要因素。固定化生物吸附過程主要包括重金屬離子在固定菌絲載體表面的吸附作用、重金屬離子向載體內(nèi)部的擴散傳質(zhì)作用、真菌菌絲對重金屬離子的吸附作用及生物離子交換樹脂作用等，實現(xiàn)這ー過程需要一定的吸附時間，即污水或廢液與吸附劑之間的接觸時間，而流速與床高就是控制固定床反應(yīng)器中吸附時間的重要因素。流速越大，吸附劑就越容易達到飽和。當(dāng)污水或廢液中鎘的濃度為1-100 mg/kg時，固定香菇菌柄對被鎘污染的水具有吸附能力，當(dāng)污水中鎘的濃度> 100 mg/kg時，其吸附效果較差或失去吸附能力。 污水通過固定床反應(yīng)器時的流速影響吸附效果，當(dāng)污水的流速為8 mL/min時，固定床反應(yīng)器中固定香菇菌柄對鎘金屬離子具有較好的吸附效果，吸附量為1.61 mg/kg，當(dāng)污水的流速> 30 mL/min，其吸附效果較差或失去吸附能力。固定床的床高是指吸附劑在吸附柱內(nèi)堆積的高度或者厚度，即吸附柱的生物量濃度，它也是影響重金屬吸附的ー個重要因素。生物吸附劑的濃度增加，則對金屬離子的吸附位點増加，吸附效果自然隨之提高。pH值是通過影響金屬溶液的化學(xué)特性、生物吸附劑官能團的活性和金屬離子間的競爭來影響生物吸附的，當(dāng)PH值升高時，固定香菇菌柄的菌絲體吸附位點電負性增強，細胞表面負電荷的位點數(shù)增多，因而對陽離子的吸附性能得到提高，對金屬離子的結(jié)合力增強，從而使金屬離子的去除率升高。但是，當(dāng)PH值過高時，金屬離子在水中將被各種陰離子包圍，形成帶負電的基團，不易和生物體細胞的負電位吸附位點結(jié)合，當(dāng)PH值為2-5時，固定香菇菌柄對鎘離子的吸附量隨著溶液PH值升高而升高，pH值5時達到最大吸附量。所述的固定香菇菌柄的制備方法為將香菇成熟子實體，附著有培養(yǎng)料的菌柄非食用部分剪下洗浄，于恒溫干燥箱中，再在50±2°C的條件下進行烘干至恒重，取出冷卻，用粉碎機粉碎后作為吸附材料的生物組分，放入廣ロ瓶中，備用，更優(yōu)選，采用聚こ烯醇-海藻酸鈉(PVA-SA )固定香菇菌柄作為吸附劑，聚こ烯醇-海藻酸鈉(PVA-SA)固定香菇菌柄的制備方法為稱5 g的聚こ烯醇(PVA)，1 g的海藻酸鈉(SA)，倒入裝有100 mL蒸餾水的燒杯中，加熱攪拌溶解，冷卻至45-50°C，加入3 g香菇粉使菌粉濃度為3% (w/v)，混合均勻，成為菌藻醇混合物。用裝有7-9號針頭的注射器將菌藻醇混合物擠入含2%CaCl2的飽和H3BO3溶液中，不斷攪拌成為菌藻醇吸附劑小球，靜置固定24 h后用蒸餾水洗凈，然后在烘箱中50 ± 2°C恒溫干燥至恒重，放入廣ロ瓶中備用。吸附劑的投加量與吸附效果也密切相關(guān)，固定生物吸附過程主要包括重金屬離子在固定菌絲載體表面的吸附作用，重金屬離子向載體內(nèi)部的擴散傳質(zhì)作用，真菌菌絲對重金屬離子的吸附作用以及生物離子交換樹脂作用等，實現(xiàn)這一吸附過程需要一定的時間，即污水或廢液與吸附劑之間接觸的時間，而流速與床高則是控制固定床反應(yīng)器中吸附時間的重要因素。固定香菇菌柄的可再生對固定技術(shù)應(yīng)用于エ業(yè)上的使用效率有重要影響。影響生物吸附劑解吸再生過程的因素有解吸劑種類，解吸時間，解吸劑濃度等。選擇合適的解吸齊U，確定其最佳的解吸濃度，確定其最佳的解吸時間達到解析的最好結(jié)果，這樣可以很好的將吸附的重金屬進行綜合處理，使固定香菇菌柄可以造次被利用，節(jié)約生產(chǎn)成本。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
(一)采用固定床反應(yīng)器處理重金屬廢水，操作簡單，穩(wěn)定性好，處理效果好，且床內(nèi)載體采用的是固定化后的生物死體，不需曝氣等操作，因此使用廣泛。(ニ)對吸附重金屬離子后的生物吸附劑進行解吸，不僅能避免二次污染，而且能回收重金屬，節(jié)省金屬資源。


圖I為吸附劑投加量對Cd2+吸附影響的穿透曲線圖。圖2為初始Cd2+濃度影響固定香菇動態(tài)吸附Cd2+的穿透曲線圖。圖3為解吸劑的濃度對Cd2+解吸率的影響曲線圖。圖4為Cd2+離子的解吸平衡曲線圖。圖5為本申請中6中解析劑對解析率的影響柱形圖
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進ー步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實施例。實施例I:
實驗室試驗
吸附材料的生物組分準備將香菇成熟子實體附著有培養(yǎng)料的菌柄非食用部分剪下洗凈，于恒溫干燥箱中50±2°C烘干至恒重，取出冷卻，用粉碎機粉碎后作為吸附材料的生物組分，放入廣ロ瓶中，備用。Cd2+吸附劑的制備用聚こ烯醇-海藻酸鈉(PVA-SA)固定香菇菌柄作為吸附劑，稱
5g PVA, I g SA,倒入裝有100 mL蒸懼水的燒杯中，加熱攪拌溶解,冷卻至50°C,加入3 g香菇粉使菌粉濃度3%(w/v)，混合均勻，成為菌藻醇混合物。用裝有7-9號針頭的注射器將菌藻醇混合物擠入含2%CaCl2的飽和H3BO3溶液中，不斷攪拌成為菌藻醇吸附劑小球，靜置固定24 h后用蒸餾水洗凈，然后在烘箱中50±2°C恒溫干燥至恒重，放入廣ロ瓶中備用。試劑
99. 99% 的鎘粉，分析純 HNO3, H2SO4 和 HCl，Na2CO3, NaHCO3, NH4Cl, NaCl，NaOH,海藻酸鈉(SA)，聚こ烯醇(PVA),瓊脂，CaCl2, H3BO3。Cd儲備液(P =1000 mg/L)的配制稱取純Cd 0.1000 g溶于少量HCl(v:v =1:1，)中，溶解完全后，加濃HNO3 I mL,去離子水定容至100 mL,搖勻。HCl, HNO3和H2SO4儲備液(C = I mol/L)的配制分別量取85. 9毫升的HCl (分析純)，69. 7毫升的HNO3 (分析純)，55. 7毫升的H2SO4 (分析純)，在1000 mL容量瓶中加水稀釋至刻度，搖勻。Na2CO3, NaHCO3 和 NH4Cl 解吸劑(C = I mol/L)的配制分別稱取 105. 99 g Na2C03,84.01 g NaHCO3, 53. 50 g NH4Cl，在1000 mL容量瓶中加去離子水稀釋至刻度，搖勻。pH值用I mol/L NaOH或HCl來進行調(diào)節(jié)。本試驗中Cd2+吸附柱的穿透點選取濃度0. 100 mg/L (國標GB-8978-1996《污水綜合排放標準》中鎘的最高允許排放濃度)。不同初始Cd2+濃度對吸附的影響
金屬離子的濃度是影響生物吸附效率的主要因素之一，對這一要素的控制，是生物吸附技術(shù)在エ業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用的前提之一. 如圖初始Cd2+濃度影響固定香菇動態(tài)吸附Cd2+的穿透曲線圖，描繪出不同Cd2+濃度下吸附柱固定香菇菌柄吸附Cd2+的穿透曲線。從圖上可以看出，Cd2+初始濃度為20 mg/L吋，固定床反應(yīng)器中吸附柱的穿透時間為87 min，初始濃度為40 mg/L時，穿透時間縮短到13min,初始濃度60 mg/L時,在剛出水便達到穿透。初始濃度60 mg/L時吸附柱的平衡點為179 min,比 20 mg/L 時的 391 min 縮短了 212 min。Cd2+初始濃度為 20 ,40 和 60 mg/L吋，固定香菇菌柄的吸附量分別為I. 527，I. 241和0. 763 mg/g ;穿透時間分別為87，13和0min ;平衡時間分別為391，234和179 min.
初始Cd2+濃度對吸附柱固定香菇菌柄吸附Cd2+有一定影響，在流速和吸附劑投加量條件不變的情況下，初始濃度為20-60 mg/L吋，Cd2+的穿透時間隨著濃度的升高而大幅縮短，當(dāng)Cd2+初始濃度由20 mg/L提升至40 mg/L時，吸附柱的穿透時間縮短了將近7倍，而初始濃度為60 mg/L時在剛出水就形成了穿透，無法滿足國標對水體中Cd2+濃度的要求，吸附平衡時間也提前較多。與靜態(tài)吸附不同的是，吸附量隨著濃度的升高而逐漸降低，說明吸附柱固定香菇菌柄對低濃度的Cd2+有更好的吸附效果。對溶液中Cd2+的靜態(tài)吸附發(fā)現(xiàn)，初始Cd2+濃度20 mg/L的情況下，平衡吸附量為1.007 mg/g。本動態(tài)實驗中，初始Cd2+濃度為20mg/L時，固定香菇菌柄的平衡吸附量為1.527 mg/g，說明固定床吸附柱能提高固定香菇菌柄對溶液中Cd2+的吸附能力。流速對Cd2+吸附的影響
流速為8 mL/min時，240 min前Cd2+的穿透緩慢，330 min前出水Cd2+濃度從0. 004mg/L增大到4. 417 mg/L，后快速上升，于556 min時達到平衡。流速為10 mL/min時，240min出水Cd2+濃度僅為0.975 mg/L，后吸附能力迅速降低，在391 min時吸附達到平衡，出水Cd2+濃度保持不變。流速為13 mL/min和16 mL/min時，前者在194 min達到平衡，后者在剛出水就已經(jīng)達到穿透，111 min吸附平衡。流速為8，10，13和16 mL/min時，吸附柱固定香菇菌柄對Cd2+的吸附量分別為I. 61，I. 527,0. 877和0. 579mg/g。穿透時間分別為222，87，44 和 0 min。當(dāng)吸附劑投加量和初始金屬濃度不變時，吸附柱內(nèi)溶液的流速越慢，穿透時間越長，流速越快，穿透時間越短，穿透曲線的斜率也隨著流速的增加而増大，表示吸附柱由穿透點到平衡點之間所用的時間隨著流速的増大而減短，說明低流速下吸附柱對Cd2+的吸附效果更好。解吸劑的選擇
酸溶液中存在著大量的H+，會與Cd2+競爭固定香菇菌柄小球上的活性位點，當(dāng)活性位點吸附H+后，Cd2+就失去了與固定香菇菌柄結(jié)合的機會，這樣Cd2+又回到溶液中，起到了解吸的作用。
從圖5可以看出，在6種解吸劑中，H2SO4, HNO3, HCl三種解吸劑的解吸效果較好，其中三種中以HCl和HNO3的解吸效果更好，對Cd2+解吸率分別為HCl為81. 77%和HNO3為66.95%。有實驗表明，H+和金屬離子會競爭細胞表面的吸附位點，當(dāng)溶液中有較高濃度的H+時可置換出吸附在細胞上的金屬離子，H2SO4, HNO3, HCl作為強酸，在溶液中可離解出大量H+，而Na2CO3, NaHCO3, NH4Cl作為弱酸性鹽，只能離解出少量的H+。解析時間的選擇
圖4繪出了 Cd2+在0. I mol/L的HCl溶液中解吸率隨時間的變化?？梢钥闯觯珻d2+在前30 min解吸迅速，達到最大解析率81. 76%，之后曲線趨于平緩，解吸率基本不變。生物吸附劑長時間浸泡于酸中，對官能團的結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一定影響，解吸時間不宜過長。解析劑濃度的選擇
解吸劑的濃度影響生物吸附劑解吸的效果。在一定范圍內(nèi)解吸率隨著解吸劑濃度的增大而增加，但當(dāng)解吸劑濃度達到一定水平吋，解吸已基本完全，再増大解吸劑的濃度，對解·吸率的影響不大。從圖3可以看出，當(dāng)HCl濃度為0. 01 mol/L時，Cd2+的解吸率為22. 25%，隨著HCl濃度的增加，Cd2+的解吸曲線在0. 01-0. 05 mol/L階段明顯提升，解吸率為22. 25-77. 84%，后稍有提升，0. I mol/L時達到最大(80. 17%)。解吸次數(shù)對固定香菇吸附率的影響
隨著吸附-解吸附循環(huán)次數(shù)的増加，固定香菇菌柄對Cd2+的吸附率逐漸下降。第一次循環(huán)后，Cd2+吸附率的降低分別為6. 90%，第二次循環(huán)后，Cd2+吸附率降低為4. 30%，三次解吸循環(huán)后，Cd2+吸附率降低了 11. 20%，但仍可以達到69. 07%。說明香菇廢棄菌柄固定技術(shù)在生物吸附污染廢水的Cd2+在實際應(yīng)用中可行。吸附率降低是因為在吸附-解吸附過程中，毎次所吸附的Cd未能完全被解吸，這就減少了固定香菇菌柄重新與Cd結(jié)合的位點，同時不排除吸附-解吸附循環(huán)的過程使固定香菇菌柄的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使能與Cd/結(jié)合的位點減少等.
HCl溶液對吸附在固定香菇菌柄上的重金屬Cd具有較好的解吸效果，它可以在60 min內(nèi)將大量的Cd2+從固定香菇菌柄上解吸出來。(2) 0. I mol/L的HCl為Cd2+最佳解吸劑濃度，最大解吸率為80. 17%。(3)模擬ニ級動力學(xué)方程能夠很好地描述HCl溶液對固定香菇菌柄上Cd2+的解吸過程，相關(guān)系數(shù)R2分別為0. 9989。實施例2:
在含有重金屬鎘的污水中，測得污水的Cd2+的濃度為25 mg/L，采用聚こ烯醇-海藻酸鈉(PVA-SA)固定香菇菌柄作為吸附劑35 g來制備固定床反應(yīng)器，固定床反應(yīng)器為圓柱體，柱長20 cm,直徑為5. I cm,床層高度為80 mm,運用該固定床反應(yīng)器對污水中的重金屬鎘進行吸附，污水通過固定床反應(yīng)器的速度為10 mL/min,去除廢水中重金屬鎘，對Cd2+的吸附量為I. 21 mg/kg，經(jīng)吸附后的污水中Cd2+的濃度達到國家要求的排放標準。然后采用0. 01 mol/L的HCl對吸附的重金屬進行解析,經(jīng)過處理后的污水中使固定香菇菌柄解析后可對含有重金屬鎘的污水進行再次吸附。實施例3 在含有重金屬鎘的污水中，測得污水的Cd2+的濃度為45 mg/L，采用聚こ烯醇-海藻酸鈉(PVA-SA)固定香菇菌柄作為吸附劑35 g來制備固定床反應(yīng)器，固定床反應(yīng)器為圓柱體，柱長20 cm,直徑為5. I cm,床層高度為80 mm,運用該固定床反應(yīng)器對污水中的重金屬鎘進行吸附，污水通過固定床反應(yīng)器的速度為10 mL/min,去除廢水中重金屬鎘，對Cd2+的吸附量為I. 65 mg/kg，經(jīng)吸附后的污水中Cd2+的濃度達到國家要求的排放標準。實施例4
在含有重金屬鎘的污水中，測得污水的Cd2+的濃度為120 mg/L，采用聚こ烯醇-海藻 酸鈉(PVA-SA)固定香菇菌柄作為吸附劑35 g來制備固定床反應(yīng)器，固定床反應(yīng)器為圓柱體，柱長20 cm,直徑為5. I cm,床層高度為80 mm,運用該固定床反應(yīng)器對污水中的重金屬鎘進行吸附，污水通過固定床反應(yīng)器的速度為10 mL/min,去除廢水中重金屬鎘，對Cd2+的吸附量為0. 57 mg/kg，經(jīng)吸附后的污水中Cd2+的濃度不能達到國家要求的排放標準。
權(quán)利要求
1.固定香菇菌柄對重金屬鎘污染的應(yīng)用，其特征在于在含有重金屬鎘的污水中，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，運用該固定床反應(yīng)器對污水中的重金屬鎘進行吸附，去除廢水中重金屬鎘，然后對吸附的重金屬進行解析，使固定香菇菌柄解析后可對含有重金屬鎘的污水進行再次吸附。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定香菇菌柄對重金屬鎘污染的應(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-固定香菇菌柄。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固定香菇菌柄對重金屬鎘污染的應(yīng)用，其特征在于對吸附的重金屬進行解析，所采用的解析劑為強酸，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重金屬鎘污染的應(yīng)用，其特征在于采用鹽酸對重金屬進行解析，鹽酸的濃度為0. 01 mol/L — lmol/L，解析率隨著鹽酸到濃度的增大而增加，當(dāng)HCl的濃度為I. 0 mol/L時，解析率為80. 07%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固定香菇菌柄對重金屬鎘污染的應(yīng)用，其特征在于固定床反應(yīng)器為裝填有固體催化劑的一種反應(yīng)器，固體催化劑呈顆粒狀，粒徑1-15 _。
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重金屬鎘污染的應(yīng)用，其特征在于當(dāng)污水中鎘的濃度為1-100 mg/kg時，固定香燕菌柄對被鎘污染的水具有吸附能力，當(dāng)污水中鎘的濃度> 100 mg/kg時，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重金屬鎘污染的應(yīng)用，其特征在于污水通過固定床反應(yīng)器時的流速影響吸附效果，當(dāng)污水的流速為8 mL/min時，固定床反應(yīng)器中固定香菇菌柄對鎘金屬離子具有較好的吸附效果，吸附量為1.61 mg/kg，當(dāng)污水的流速彡30 mL/min，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重金屬鎘污染的應(yīng)用，其特征在于污水的pH值影響固定香燕菌柄對鎘金屬離子的吸附效果，當(dāng)pH值為2-5時，固定香菇菌柄對鎘離子的吸附量隨著溶液PH值升高而升高，當(dāng)pH值為5時達到最大吸附量。
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重金屬鎘污染的應(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的條件下進行烘干至恒重，取出冷卻，用粉碎機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)明涉及含重金屬鎘的廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為固定香菇菌柄對重金屬鎘污染的應(yīng)用。該應(yīng)用方法為在含有重金屬鎘的污水中，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，運用該固定床反應(yīng)器對污水中的重金屬鎘進行吸附，去除廢水中重金屬鎘，然后對吸附的重金屬進行解析，使固定香菇菌柄解析后可對含有重金屬鎘的污水進行再次吸附。采用固定床反應(yīng)器處理重金屬廢水，操作簡單，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；對吸附重金屬離子后的生物吸附劑進行解吸，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C02F1/62GK102951695SQ20121045601
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者李偉, 張丹, 李付杰 申請人:中國科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所