CN101130158A - 一种生物吸附剂及其制备方法和用途 - Google Patents

一种生物吸附剂及其制备方法和用途 Download PDF

Info

Publication number
CN101130158A
CN101130158A CNA2006101124670A CN200610112467A CN101130158A CN 101130158 A CN101130158 A CN 101130158A CN A2006101124670 A CNA2006101124670 A CN A2006101124670A CN 200610112467 A CN200610112467 A CN 200610112467A CN 101130158 A CN101130158 A CN 101130158A
Authority
CN
China
Prior art keywords
concentration
heavy metal
adsorption agent
solid state
biological adsorption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006101124670A
Other languages
English (en)
Inventor
张洪勋
张保国
范瑞梅
杨治广
白志辉
郝春博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Original Assignee
Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS filed Critical Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority to CNA2006101124670A priority Critical patent/CN101130158A/zh
Publication of CN101130158A publication Critical patent/CN101130158A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种生物吸附剂及其制备方法和用途，属于环境治理领域。该方法主要是以固态发酵碱性果胶酶生产过程中废弃的菌种和甜菜渣制备成重金属生物吸附剂。适用于pH为2～8、重金属含量10～1000mg/L范围的废水处理。本发明制备的生物吸附剂成本低，吸附容量可以达到20～180mg/g。可以用于废水中金属离子的去除。

Description

一种生物吸附剂及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于环境污染治理技术领域
技术背景
重金属离子是工业废水中有毒的污染物之一，这些金属离子通过食物链的不断传输、累积会对环境和人类的健康造成极大的危害。传统的去除废水中重金属离子的方法有：沉淀法、氧化还原法、离子交换法、电化学法、膜分离技术、蒸发和凝固法、溶液萃取法，反渗透和电渗析法等。而这些方法在处理低浓度重金属废水时都存在一定的缺陷性，比如选择性差、成本高、能耗大、产生二次污染。生物吸附法处理含重金属废水由于其优越的特性近年来成为各国科研工作者研究的热点。如中国专利(公开号：CN 1148999A)公开了一种从生物量制备的重金属生物吸附剂，它是从来源于工业发酵和生物处理植物的曲霉属、青霉属、木霉属或小球菌属的微生物量制备的。中国专利(公开号：CN 1079083C)公开治理电镀废水的复合功能菌、其培养方法及其使用方法，该方法利用脱硫杆菌CB1.168、脱硫弧菌CB1.268、阴沟肠杆菌CB1.129、脱硫肠杆菌CB1.139和芽孢杆菌CB1.149等复合菌进行合理的组合，治理电镀废水取得满意的效果。
我们首次报道了吉氏芽孢杆菌(Bacillus gibsonii)和克劳氏芽孢杆菌(Bacillus·clausii)利用甜菜渣固态发酵生产碱性果胶酶。生产过程会产生大量的废弃菌体和残渣。我们研究发现这些废弃菌体和残渣能够有效的去除废水中的重金属离子，将这些发酵废弃物制备成生物吸附剂不仅可以降低废水中重金属离子去除的成本，而且可以有效的利用废弃物。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效去除水体中重金属离子的生物吸附剂，并提供一种利用碱性果胶酶生产过程产生的剩余菌体和残渣为原料来生产该生物吸附剂的方法及其去除废水中重金属离子的方法。
本发明所述的生物吸附剂制备及去除废水中金属离子方法如下：
1、发酵废弃生物质干燥和粉碎：固态发酵碱性果胶酶过程中剩余的菌体和残渣于80℃烘干，进行粉碎处理，过60目筛子后备用。
2、发酵废弃生物质处理：把预处理过的发酵废弃物在浓度为0.5mol/L的NaOH溶液中浸泡30min后，离心脱水，再用去离子水漂洗3次，离心脱水，沉淀物于80℃烘干，进行粉碎处理，过40目筛子后即制成吸附剂备用。
3、根据废水中金属种类、含量的不同，向废水中加入不同量的吸附剂，至金属离子浓度与吸附剂浓度之比为(1∶1.5)～(1∶20)，金属离子浓度为mg/L，吸附剂浓度为mg干重/L，吸附的温度10～50℃，pH1.5～8.0，作用滞留时间0.5-2.0小时。对废水中的Pb2+、Zn2+、等重金属的去除率在98％以上。
由本发明技术方案制备的生物吸附剂能够去除废水中的金属离子，而且效率高，成本低。同时为高效利用废弃生物质提供了有效的处理方法。以下通过具体实施例详细说明本发明的实施，目的在于帮助读者更好地理解本发明的精神实质，但不作为对本发明实施范围的限定。
实施例1：pH和温度对吸附Pb2+的影响
将200mL含Pb2+浓度为600mg/L的溶液装入三角瓶中，将溶液的pH值调为4.0。然后加入1g由吉氏芽孢杆菌发酵剩余物制备的吸附剂，将作用液置于30℃恒温摇床装置中，调节振荡频率为120rpm，通过振荡使吸附剂和Pb2+相互作用，作用50min。然后6000rpm离心5min，利用原子吸收法测得上清液中Pb2+浓度，根据式中n＝(C0-Ce)/C0×100％及·q＝(C0-Ce)V/M计算吸附率n和吸附量q。C0为水溶液中金属离子的初始浓度(mg/L)；Ce为水溶液中金属离子的平衡浓度(mg/L)；V为溶液体积(L)；M为吸附剂重量(g)。计算获得此吸附剂对Pb2+的吸附率达到99.7％，吸附量为119.6mg/g。
Pb2+浓度为600mg/L，温度30℃，作用50min的条件下，改变pH值，测定pH对Pb2+吸附率及吸附量的影响，结果如下：
  pH   2.0   3.0   4.0   5.0   6.0   7.0   8.0
  n(％)q(mg/g)   96.198.8   98.2113.7   99.7119.6   97.0110.4   94.296.3   92.793.4   90.891.7
改变作用温度，测定温度对Pb2+吸附率及吸附量的影响，结果如下：
  作用温度(℃)   25   30   35   40
  n(％)q(mg/g)   99.2116.7   99.7119.6   99.7119.6   99.9120.1
实施例2：pH和温度对吸附Zn2+的影响
将200mL含Pb2+浓度为550mg/L的溶液装入三角瓶中，将溶液的pH值调为5.0。然后加入1g由吉氏芽孢杆菌发酵剩余物制备的吸附剂，将作用液置于40℃恒温摇床装置中，调节振荡频率为120rpm，通过振荡使吸附剂和Zn2+相互作用，作用60min。然后6000rpm离心5min，测得上清液中Zn2+浓度，计算获得此吸附剂对Zn2+的吸附率达到98.2％，吸附量为108mg/g。
Zn2+浓度为550mg/L，温度30℃，作用50min的条件下，改变pH值，测定pH对Zn2+吸附率及吸附量的影响，结果如下：
  pH   2.0   3.0   4.0   5.0   6.0   7.0   8.0
  n(％)q(mg/g)   93.495.7   95.397.0   97.099.8   98.2108   95.797.3   95.397   91.593.6
改变作用温度，测定温度对Zn2+吸附率及吸附量的影响，结果如下：
  作用温度(℃)   25   30   35   40
  n(％)q(mg/g)   96.898.9   98.2108   98.4108.8   99.0109.7
实施例3：吸附剂对铅锌矿尾矿废水中Pb2+和Zn2+的吸附效果
某铅锌矿尾矿废水中的Zn2+含量为55-60mg/L，Pb2+含量达到150-200mg/L。取此锌矿尾矿废水1L，调节pH为4-5，加入2g由吉氏芽孢杆菌发酵剩余物制备的吸附剂，35℃处理120min，用原子吸收测量处理后废水中Zn2+、Pb2+的含量分别为0.92mg/L和0.09mg/L，吸附效果如下：
  金属离子   Pb2+   Zn2+
  吸附率(100％)吸附量(mg/g)   99.899.0   99.629.8

Claims (4)

1.一种生物吸附剂及其制备方法和用途其特征在于，该方法是以固态发酵碱性果胶酶过程产生的剩余微生物和甜菜渣制备重金属吸附剂并利用此吸附剂去除废水中重金属的方法。
2.权利要求1所述的固态发酵碱性果胶酶的废弃物制备生物吸附剂，其特征在于，固态发酵碱性果胶酶的微生物为嗜碱细菌，如吉氏芽孢杆菌S-2(Bacillus gibsonii S-2)、克劳氏芽孢杆菌S-4(Bacillus clausii S-4)。
3.权利要求1所述的生物吸附剂制备方法，其特征在于，把固态发酵碱性果胶酶过程中剩余的嗜碱细菌和甜菜渣于80℃烘干，进行粉碎处理，过60目筛子后在NaOH溶液中浸泡30min，离心脱水，再用去离子水漂洗3次，离心脱水，沉淀物于80℃烘干，进行粉碎处理，过40目筛子后即制成吸附剂备用。
4.权利要求1所述的去除重金属的方法，其特征在于，金属离子浓度与吸附剂浓度之比为(1∶1.5)～(1∶20)，金属离子浓度单位为mg/L，吸附剂浓度单位为mg千重/L；温度25～40℃；pH2.0～8.0；作用滞留时间小于2个小时。
CNA2006101124670A 2006-08-21 2006-08-21 一种生物吸附剂及其制备方法和用途 Pending CN101130158A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2006101124670A CN101130158A (zh) 2006-08-21 2006-08-21 一种生物吸附剂及其制备方法和用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2006101124670A CN101130158A (zh) 2006-08-21 2006-08-21 一种生物吸附剂及其制备方法和用途

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101130158A true CN101130158A (zh) 2008-02-27

Family

ID=39127656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006101124670A Pending CN101130158A (zh) 2006-08-21 2006-08-21 一种生物吸附剂及其制备方法和用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101130158A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101811028B (zh) * 2009-02-23 2012-01-04 金华职业技术学院 改性柚皮金属吸附剂及其制备方法
CN102380348A (zh) * 2011-09-21 2012-03-21 湖南大学 果胶修饰的磁性纳米吸附剂及其制备方法和应用
CN102641729A (zh) * 2012-05-17 2012-08-22 四川大学 一种制备高效偶氮类染料生物吸附剂的改性制备方法及其对偶氮类染料废水的治理技术
CN102765777A (zh) * 2012-07-31 2012-11-07 重庆工商大学 一种利用野生浮萍生物质去除废水中镉离子的方法
CN102794158A (zh) * 2011-05-25 2012-11-28 核工业北京地质研究院 一种重金属镉、铅吸附剂的制备方法
CN103011465A (zh) * 2012-12-07 2013-04-03 常州大学 一种去除污水中氯离子的方法
CN112427018A (zh) * 2020-11-03 2021-03-02 常州市和润环保科技有限公司 一种重金属废水生物质吸附剂及其制备方法
CN112458310A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 赛得利(九江)纤维有限公司 一种含锌废水中提取锌盐的方法
CN112538445A (zh) * 2020-11-17 2021-03-23 上海圣珑环境修复材料有限公司 一种生物制剂的制备方法及其用途

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101811028B (zh) * 2009-02-23 2012-01-04 金华职业技术学院 改性柚皮金属吸附剂及其制备方法
CN102794158A (zh) * 2011-05-25 2012-11-28 核工业北京地质研究院 一种重金属镉、铅吸附剂的制备方法
CN102380348A (zh) * 2011-09-21 2012-03-21 湖南大学 果胶修饰的磁性纳米吸附剂及其制备方法和应用
CN102641729A (zh) * 2012-05-17 2012-08-22 四川大学 一种制备高效偶氮类染料生物吸附剂的改性制备方法及其对偶氮类染料废水的治理技术
CN102765777A (zh) * 2012-07-31 2012-11-07 重庆工商大学 一种利用野生浮萍生物质去除废水中镉离子的方法
CN103011465A (zh) * 2012-12-07 2013-04-03 常州大学 一种去除污水中氯离子的方法
CN112427018A (zh) * 2020-11-03 2021-03-02 常州市和润环保科技有限公司 一种重金属废水生物质吸附剂及其制备方法
CN112538445A (zh) * 2020-11-17 2021-03-23 上海圣珑环境修复材料有限公司 一种生物制剂的制备方法及其用途
CN112538445B (zh) * 2020-11-17 2023-04-14 上海圣珑环境科技有限公司 一种生物制剂的制备方法及其用途
CN112458310A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 赛得利(九江)纤维有限公司 一种含锌废水中提取锌盐的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101130158A (zh) 一种生物吸附剂及其制备方法和用途
Abbas et al. Biosorption of heavy metals: a review
Ahemad et al. Recent trends in microbial biosorption of heavy metals: a review
Lesmana et al. Studies on potential applications of biomass for the separation of heavy metals from water and wastewater
Srivastava et al. A review on progress of heavy metal removal using adsorbents of microbial and plant origin
Monteiro et al. Metal uptake by microalgae: underlying mechanisms and practical applications
Abdel-Monem et al. Biosorption of nickel by Pseudomonas cepacia 120S and Bacillus subtilis 117S
Ghasemi et al. Application of modified maize hull for removal of Cu (II) ions from aqueous solutions
CN106825018A (zh) 一种高效修复重金属污染土壤的复合化学淋洗方法
Ahmad et al. Cd (II), Pb (II) and Zn (II) removal from contaminated water by biosorption using activated sludge biomass
CN104355497A (zh) 一种处理电镀废水的方法
Othman et al. An overview of fruit waste as sustainable adsorbent for heavy metal removal
Das et al. Use of natural products as biosorbent of heavy metals–an overview
CN105381787A (zh) 一种新型环保吸附材料及其制备工艺
CN106631402A (zh) 生活垃圾的处理方法
CN110665475A (zh) 一种碱改性玉米秸秆吸附剂及其制备方法和应用
Cihangir et al. Removal of cadmium by Pleurotus sajor‐caju basidiomycetes
Anawar et al. Synthesis of biosorbents from natural/agricultural biomass wastes and sustainable green technology for treatment of nanoparticle metals in municipal and industrial wastewater
Kamarudzaman et al. Biosorption of iron (III) from aqueous solution using Pleurotus ostreatus spent mushroom compost as biosorbent
Hu et al. Study on treatment of uranium-containing wastewater by biosorption
CN103272826A (zh) 一种有机水系覆盖实现原位控制煤矸石污染的方法
CN105036476A (zh) 一种电镀污水处理方法
CN101733078A (zh) 利用茭白叶制备除磷吸附剂的方法
CN102658092B (zh) 一种改性香菇培养基废料重金属吸附剂的制备和应用方法
Othman et al. Local fruit waste as a potential biosorbent for wastewater containing heavy metals: An overview

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication