復(fù)合型光催化生物吸附劑處理垃圾滲濾液的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于廢水的生物吸附處理領(lǐng)域，涉及一種垃圾滲濾液的處理方法；尤其涉 及一種采用復(fù)合型光催化生物吸附劑處理垃圾滲濾液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)對(duì)填埋場(chǎng)滲濾液研宄開始于二十世紀(jì)九十年度初，到目前仍缺乏對(duì)垃圾滲濾 液水質(zhì)及其變化規(guī)律、滲濾液處理技術(shù)的系統(tǒng)深入研宄。垃圾滲濾液具有COD和氨氮濃度 高，色度大，難生化降解物質(zhì)含量多，有毒性，水質(zhì)水量變化幅度大等特點(diǎn)，是目前國(guó)際上公 認(rèn)的污水處理技術(shù)難題。所以，加強(qiáng)這方面的研宄工作，研宄適合于我國(guó)垃圾滲濾液水質(zhì)特 點(diǎn)的處理技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急，這對(duì)于推進(jìn)我國(guó)的垃圾無(wú)害化處理、消除固體廢物污染具有重 要意義。
[0003] 近年來(lái)我國(guó)的垃圾滲濾液處理主要是滲濾液的預(yù)處理、主體工藝及深度處理技 術(shù)，包括普通的物化預(yù)處理和常見(jiàn)的生化主體工藝以及近年來(lái)發(fā)展迅速的高級(jí)氧化技術(shù)、 膜分離等深度處理工藝。光化學(xué)催化法能夠有效地降解難降解的有機(jī)化合物，提高垃圾滲 濾液的可生化性，生物吸附法由于成本低而受到人們的青睞，因此采用光化學(xué)催化法和生 物吸附法結(jié)合成為垃圾滲濾液一種可行的方法，研宄復(fù)合型光催化生物吸附劑，通過(guò)結(jié)合 兩種材料的優(yōu)點(diǎn)達(dá)到處理垃圾滲濾液的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種處理工藝和吸附 設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、吸附容量大、吸附效率高、生產(chǎn)成本極低且方便分離回收的利用復(fù)合 型光催化生物吸附劑處理垃圾滲濾液的方法，該方法對(duì)垃圾滲濾液有很好的處理效果，能 有效地降低垃圾滲濾液處理運(yùn)行成本，是一種可以廣泛采用、能夠有效處理垃圾滲濾液的 方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種復(fù)合型光催化生物吸 附劑處理垃圾滲濾液的方法，以復(fù)合型光催化生物吸附劑為吸附劑，將復(fù)合型光催化生物 吸附劑按20g/L~80g/L濕重（在懸浮溶液中經(jīng)過(guò)濾后稱得的重量）的用量加入到垃圾滲 濾液中，光照下進(jìn)行振蕩吸附降解，反應(yīng)完成后固液分離，調(diào)節(jié)濾液至中性，完成對(duì)垃圾滲 濾液的處理。
[0006] 進(jìn)一步的，前述復(fù)合型光催化生物吸附劑是以白腐真菌為載體，氮修飾Ti02納米 粒子和海藻酸鈣包埋在白腐真菌菌絲纏繞的菌球內(nèi)部。復(fù)合型光催化生物吸附劑是以白腐 真菌活菌菌絲為載體，菌絲纏繞成菌球，菌球內(nèi)部包埋有氮修飾110 2納米粒子和海藻酸鈣， 海藻酸媽作為固定化介質(zhì)將菌絲和氮修飾Ti02納米粒子緊密連接在一起。
[0007] 進(jìn)一步的，前述復(fù)合型光催化生物吸附劑采用以下制備方法制備得到：
[0008] (1)將氮修飾1102納米粒子、海藻酸鈉與白腐真菌孢子懸液進(jìn)行混合得到混合溶 液；
[0009] (2)將步驟⑴中制備得到的混合溶液按照體積比為1 : 2~4,逐滴滴加到CaCl2 溶液中，于20°C~30°C下靜置硬化1~3h后過(guò)濾，得到氮修飾Ti02-海藻酸鈣-白腐真菌 微球；
[0010] (3)將上述氮修飾Ti02-海藻酸鈣-白腐真菌微球進(jìn)行固定化培養(yǎng)，得到復(fù)合型光 催化生物吸附劑。
[0011] 進(jìn)一步的，前述復(fù)合型光催化生物吸附劑中所述氮修飾Ti02納米粒子和海藻酸鈣 的質(zhì)量比為1 : 3~5。
[0012] 進(jìn)一步的，前述白腐真菌孢子懸浮液的孢子濃度為2. 0X105個(gè)/mL~1. 0X10 6個(gè) /mL;所述CaCl2溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%~4%。
[0013] 進(jìn)一步的，前述固定化培養(yǎng)的具體過(guò)程包括以下步驟：
[0014] 將氮修飾Ti02-海藻酸鈣-白腐真菌微球添加到Kirk培養(yǎng)基中，在35°C~39°C， 轉(zhuǎn)速120rpm~130rpm條件下恒溫振蕩培養(yǎng)72h~96h，得到復(fù)合型光催化生物吸附劑；氮 修飾Ti02-海藻酸鈣-白腐真菌微球的添加量為10g/L~40g/L。
[0015] 進(jìn)一步的，前述垃圾滲濾液的pH值為3~8. 5。更優(yōu)選的，前述垃圾滲濾液的pH 值為5. 5~6. 5。
[0016] 進(jìn)一步的，前述垃圾滲濾液的初始COD濃度為100mg/L~600mg/L。
[0017] 進(jìn)一步的，前述振蕩吸附降解的條件是：轉(zhuǎn)速為150rpm~160rpm，溫度為25°C~ 45°C，時(shí)間為72h~96h。更優(yōu)選的，溫度為35°C~39°C。
[0018] 進(jìn)一步的，前述光照強(qiáng)度為lOLux~20Lux。
[0019] 本發(fā)明復(fù)合型光催化生物吸附劑的制備方法中，氮修飾Ti02納米粒子和海藻酸鈉 混合液的配制方法包括以下步驟：
[0020] 將氮修飾1102納米粒子加入到濃度為30g/L~50g/L的海藻酸鈉溶液中，氮修飾 Ti02納米粒子添加量為0. 01g/mL~0. 02g/mL，然后在105°C~121°C條件下滅菌20min~ 30min，最后在無(wú)菌的條件下冷卻60min~120min，制得無(wú)菌氮修飾Ti02納米粒子和海藻酸 鈉混合液。
[0021] 本發(fā)明利用復(fù)合型光催化生物吸附劑處理垃圾滲濾液的方法中，光照振蕩吸附降 解的光源為20W~40W的白熾燈；同時(shí)在太陽(yáng)光照射下也能夠進(jìn)行，因?yàn)榈揎棇?102的 光活性區(qū)從紫外光區(qū)擴(kuò)大到可見(jiàn)光區(qū)，所以只要在有可見(jiàn)光照射下都可以順利進(jìn)行。
[0022] 本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于：
[0023] 本發(fā)明采用復(fù)合型光催化生物吸附劑對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理，復(fù)合型光催化生物 吸附劑中納米Ti02是一種典型的光化學(xué)催化劑，能夠在紫外光條件下催化降解有機(jī)物，但 實(shí)際應(yīng)用中往往都是可見(jiàn)光，因此本申請(qǐng)通過(guò)氮摻雜改性將納米Ti02光活性擴(kuò)大到可見(jiàn)光 區(qū)。同時(shí)，納米Ti02在使用過(guò)程中易流失、回收困難，本發(fā)明將納米1102負(fù)載在海藻酸鈣 上，海藻酸鈣的比表面積一般都比較大，能較好的與納米Ti02結(jié)合，提高其光催化性能。白 腐真菌能有效地從水溶液中富集和吸附有機(jī)污染物及重金屬離子，是一種公認(rèn)的高效生物 吸附劑，并被廣泛的加以研宄。微生物固定化技術(shù)使得白腐真菌具有更強(qiáng)的降解有毒化合 物的能力，還可以有效改善微生物的機(jī)械性能，使其具備更好的機(jī)械強(qiáng)度和重復(fù)利用性，能 夠使微生物通過(guò)生長(zhǎng)繁殖保持高濃度，從而提高處理效率。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0025] (1)本發(fā)明的復(fù)合型光催化生物吸附劑，通過(guò)將氮修飾Ti02負(fù)載在白腐真菌活菌 菌絲上，結(jié)合了光化學(xué)催化劑納米1102和生物材料白腐真菌的優(yōu)點(diǎn)；大大簡(jiǎn)化了復(fù)合型光 催化生物吸附劑的制備工藝，在白腐真菌菌絲的生長(zhǎng)過(guò)程中即可完成固定化過(guò)程，固定化 培養(yǎng)后的產(chǎn)品可直接用于垃圾滲濾液的處理；并解決了納米Ti02在使用過(guò)程中易流失、回 收困難的問(wèn)題。通過(guò)氮修飾將納米Ti02的光活性區(qū)擴(kuò)大到可見(jiàn)光區(qū)，有利于將復(fù)合型光催 化生物吸附劑推廣到實(shí)際應(yīng)用中。固定化培養(yǎng)使得微生物具有更強(qiáng)地降解有毒化合物的能 力，還可以有效改善微生物的機(jī)械性能，從而提高處理效率。
[0026] (2)本發(fā)明的復(fù)合型光催化生物吸附劑為集物理、化學(xué)和生物吸附降解作用于一 體的復(fù)合型吸附劑，其中，具體是以白腐真菌活菌菌絲作為生物吸附降解成分，而氮修飾 110 2納米粒子則被包埋在菌絲體內(nèi)部以進(jìn)一步富集降解污染物，海藻酸鈣則作為固定化介 質(zhì)將白腐真菌活菌菌絲和氮修飾110 2納米粒子密切結(jié)合以增強(qiáng)整個(gè)吸附劑的機(jī)械強(qiáng)度和 穩(wěn)定性。
[0027] (3)本發(fā)明提供了一種利用復(fù)合型光催化生物吸附劑處理垃圾滲濾液的方法，由 于垃圾滲濾液廢水中包含有可溶性高分子有機(jī)物、不溶的高分子有機(jī)物、高分子氨氮化合 物、異源性物質(zhì)、重金屬以及無(wú)機(jī)化合物，其組成成分復(fù)雜，是一種很難處理的廢水。為了 有效處理垃圾滲濾液，本發(fā)明提高了復(fù)合吸附劑中氮修飾Ti02納米粒子和海藻酸鈣的質(zhì)量 比，使得復(fù)合型光催化生物吸附劑對(duì)垃圾滲濾液廢水中的總有機(jī)碳和氨氮均具有良好的吸 附降解效果。通過(guò)提高復(fù)合吸附劑中海藻酸鈣的含量，有利于增強(qiáng)整個(gè)吸附劑的機(jī)械強(qiáng)度 和穩(wěn)定性；更重要的是有利于增強(qiáng)對(duì)復(fù)合型光催化生物吸附劑中白腐真菌的保護(hù)作用，以 更好的應(yīng)對(duì)實(shí)際復(fù)雜的垃圾滲濾液水樣中有毒有害物質(zhì)對(duì)白腐真菌生理活性的影響。
[0028] (4)本發(fā)明提供了一種利用復(fù)合型光催化生物吸附劑處理垃圾滲濾液的方法，不 僅處理工藝和吸附設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，成本極低，而且吸附容量大、吸附效率高、清潔無(wú)污 染，對(duì)垃圾滲濾液有很好的處理效果，能有效地降低垃圾滲濾液處理運(yùn)行成本，是一種可以 廣泛采用、能夠有效處理垃圾滲濾液的方法。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0030] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中處理垃圾滲濾液前的復(fù)合型光催化生物吸附劑在2000 倍環(huán)境掃描電鏡下的表面菌絲體微觀結(jié)構(gòu)圖。
[0031] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中復(fù)合型光催化生物吸附劑的電鏡能譜示意圖。
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