一種利用酒石酸改性平菇制備的凝膠小球去除廢水中六價鉻的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物質復合材料在廢水處理領域中的應用，主要涉及一種利用酒石酸 改性平菇制備的凝膠小球去除廢水中六價鉻的方法。
【背景技術】
[0002] 鉻是一種重要的環(huán)境污染物，主要來源于冶金、機械、電鍍、制革、醫(yī)藥、染料和化 工等工業(yè)所排放的"三廢"。鉻化合物中六價鉻的毒性最大，有明顯的致畸、致突變、致癌作 用，被列為對人體危害最大的化學物質之一。它具有較高的迀移性和較強的氧化性，即使在 低濃度下也具有相當高的毒性，其毒性為三價鉻的500倍。回收和處理含Cr (VI)廢水的傳 統(tǒng)方法主要有吸附法、化學沉淀法、離子交換法和電解法等，但這些方法普遍存在成本高， 對低濃度重金屬廢水處理效果不理想等問題。生物吸附技術是20世紀90年代發(fā)展起來的 一項新技術，有著極為廣闊的應用前景。與傳統(tǒng)的非生物吸附法相比，生物吸附速率快，吸 附量高，處理效率高，適應范圍廣。且生物材料大多來自農業(yè)廢棄物，價格低廉，來源廣泛， 不會造成二次污染。因此，將自然資源豐富的天然有機材料加工成低成本的生物吸附劑，用 于含金屬離子廢水的處理將成為環(huán)境工程領域研宄的一大熱點。
[0003] 平菇含有大量的纖維素和幾丁質，對重金屬離子具有吸附性能，已作為處理廢水 重金屬的生物吸附材料被開發(fā)，然而其制成的平菇粉末吸附劑具有吸附量低且不易分離的 缺點，限制了這些吸附劑的廣泛應用。通過酒石酸的改性引入羧基官能團可增加重金屬的 吸附位點，顯著提高對重金屬的吸附性能，但經酒石酸改性的平菇粉末吸附劑由于顆粒較 小，在吸附后仍然很難從廢水中分離，因此，將其做成平菇凝膠小球不僅可以保持其對重金 屬的去除效果，更有利于收集和重復利用。殼聚糖分子含有大量的羥基和氨基，同樣能夠與 金屬離子發(fā)生螯合反應。同生物質材料一樣，殼聚糖也具有良好的可降解性和環(huán)境相容性， 因此以殼聚糖為載體制成的平菇凝膠小球，不僅解決了其不易分離的問題，而且通過交聯(lián) 反應還增強了平菇凝膠小球復合材料的耐酸性和機械強度。利用酒石酸改性平菇制備的凝 膠小球不僅能有效去除廢水中的Cr (VI)，而且制備過程簡單，原料來源廣泛，成本低，具有 重要的研宄價值。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術問題是：針對現(xiàn)存的技術問題，開發(fā)一種吸附容量大、成本 低、制備簡單且易分離的去除廢水中Cr(VI)的方法。
[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為一種利用酒石酸改性平菇制備的 凝膠小球去除廢水中六價鉻的方法，所述方法包括以下步驟：取一定量的含Cr(VI)的廢 水，將一定量的酒石酸改性平菇制備的凝膠小球添加到廢水中，在恒溫振蕩器中振蕩吸附， 反應完成后將平菇凝膠球從溶液中分離，完成對廢水中Cr(VI)的去除。
[0006] 上述技術方案中，所述酒石酸改性平菇制備凝膠小球由以下步驟制得：
[0007] (1)將清洗干凈的平菇生物質放置在烘箱中40~60°C烘干24~48h，用粉碎機粉 碎后過80~200目篩；
[0008] (2)將20~40g酒石酸溶解到400~800mL去離子水中，配成一定濃度的酒石酸 溶液，取5~15g步驟（1)所得材料加入到酒石酸溶液中，于50~70°C水浴中攪拌24h，將 反應后的平菇粉末用去離子水洗至中性，過濾并烘干后研磨，過80~200目篩，得到酒石酸 改性平菇粉末；
[0009] (3)將0. 5~Ig殼聚糖溶于體積百分數為1~2%的乙酸溶液中，配制成質量百 分數為10~20 %的殼聚糖溶液；
[0010] ⑷在室溫下，將1. 5~3g步驟⑵所得材料加入到步驟（3)所得殼聚糖溶液中， 攪拌至混合均勻，靜置脫泡；
[0011] (5)用注射器將步驟（4)所得混合溶液逐滴滴入濃度為1~3%的NaOH溶液中形 成粒徑均勻的凝膠小球，靜置2~6h后將所得凝膠小球取出并洗滌；
[0012] (6)將步驟（5)所述的凝膠小球取出，置于300mL去離子水中，加入3~6mL戊二 醛水溶液進行交聯(lián)反應，增加其機械強度，2~6h后，取出小球并洗滌，得到最終的酒石酸 改性平菇凝膠小球。
[0013] 上述制備方法中，制備的順序為先制備酒石酸改性平菇粉末，再制備酒石酸改性 平菇凝膠小球。
[0014] 上述技術方案中，所述廢水中Cr (VI)的濃度優(yōu)選控制在20~600mg/L(最優(yōu)選為 100mg/L ~400mg/L)。
[0015] 上述技術方案中，所述每升廢水中的添加量以酒石酸改性平菇凝膠小球濕重計， 投加量優(yōu)選為為5g~15g。
[0016] 上述技術方案中，所述吸附反應的pH值優(yōu)選為1~10 (最優(yōu)選為2~4)。
[0017] 上述技術方案中，所述吸附反應溫度優(yōu)選為10~50°C (最優(yōu)選為30~50°C )。
[0018] 上述技術方案中，所述吸附反應時間優(yōu)選為1~48h。
[0019] 上述技術方案中，所述恒溫振蕩器轉速優(yōu)選為100~200轉/分鐘。
[0020] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0021] 1.本發(fā)明中利用酒石酸改性平菇制備的凝膠小球吸附劑吸附位點多，吸附效率 高，對廢水中Cr(VI)有明顯的去除效果，并且便于分離再利用；
[0022] 2.本發(fā)明中利用酒石酸改性平菇制備的凝膠小球，原料來源廣泛，成本低廉，制備 過程簡單，操作容易，條件容易實現(xiàn)，能夠有效實現(xiàn)工業(yè)化生產；
[0023] 3.將酒石酸改性平菇凝膠小球直接加入反應器中進行吸附反應，整個處理工藝成 本較低，操作較簡單且容易實施，為Cr(VI)廢水的治理提供了新的途徑。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明實施例1中吸附反應前利用酒石酸改性平菇制備的凝膠小球的數碼 照片；
[0025] 圖2是本發(fā)明實施例1中吸附反應前利用酒石酸改性平菇制備的凝膠小球的掃描 電鏡圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明實施例1中吸附反應后利用酒石酸改性平菇制備的凝膠小球的掃描 電鏡圖；
[0027] 圖4是本發(fā)明實施例1中吸