CN101284700A - 利用蕈菌制成生物吸附剂处理水体中重金属与有机物 - Google Patents

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Abstract

本发明属于资源环境技术领域中的一种水体污染的生物治理技术，是在污染水体中放入经加工的食用蕈菌组织从而将水体中的重金属、有机物吸附出水体的方法。本发明充分利用了食用蕈菌下脚料组织廉价且具有高效吸附污染物的优点，对水体中的污染物(重金属、有机物)的吸附率能够达到70～90％。

Description

利用蕈菌制成生物吸附剂处理水体中重金属与有机物
技术领域：
本发明属于资源环境技术领域，具体涉及水体中主要污染物(重金属污染、有机物污染)的生物吸附治理技术。
背景技术：
随着经济的发展和社会工业化进程，我国的水环境污染现状日益严重，其中水体中的重金属污染、有机物污染是量大面广且难处理的主要污染源；对污染水体中的有害物质(重金属、有机物等)目前处理技术战略有两种：降解转化、吸附移除；相对而言，吸附移除的工艺简单、成本低廉，所以发展新型高效低成本的吸附剂是水污染治理的关键技术之一。
可用于水处理的吸附剂类型大致可分为物理吸附剂、化学吸附剂及生物吸附剂三类。其中生物吸附剂因具有原料广、品种多、成本低、吸附容量大、易操作、可再生等特点而得以重视。目前已经报道的可以用于废水处理的生物材料有木屑、花生壳、橘子皮、玉米芯、米糠等多种植物材料(主要为纤维素材料)及一些丝状真菌的菌丝球(主要是几丁质材料)。
本发明则是基于食用蕈菌生产过程中产生的大量下脚料，经处理能够用于吸附水体中的重金属、有机物等水体污染物而提出来的治理污染水体的新生物吸附剂和新方法。
发明内容：
本发明的目的是利用食用蕈菌生产中产生的下脚料组织经处理后制成吸附剂来治理水体中的多种污染物。
该目的是通过下述技术方案来实现的：收集食用蕈菌生产中产生的下脚料(包括菇脚、菇根、次菇、病菇等)——将获得的食用菌下脚料晾干或烘干——粉碎下脚料成多规格颗粒或细粉——将加工好的食用菌下脚料粉料制成各种规格或形状的吸附剂装置——置入待处理的污水中——经充分浸泡吸附可吸附去除60～90％水体污染物——取出吸附剂装置、将饱和吸附的蕈菌粉收集，放入沼气池进行生物减量处理——沼液化学处理并达标后排放——沼渣集中填埋。
本发明中使用的食用蕈菌下脚料包括食用菌生产中产生的多种废弃物(包括菇脚、菇根、次菇、病菇)，具有良好的吸附能力，既能够吸附各种浓度的重金属，又能吸附很多有机污染物。
上述方案中所述食用蕈菌可以为人工栽培的各种食用菌。
上述方案中，吸附了水体污染物的食用蕈菌菌渣投入沼气池发酵沼气并生物减量，沼液化学处理并达标后排放，沼渣集中填埋。
该项水体污染的生物材料吸附治理技术，以食用蕈菌下脚料为主要吸附剂，充分利用食用菌下脚料来源丰富、廉价易得、能够吸附重金属和有机污染物的优势，其总体可吸附清除水体60～90％重金属污染物和60～80％有机污染物。
下面通过实施例进一步说明本发明，本发明不仅限于所述实施例。
具体实施方式：
实施例一
本例采用金福菇下脚料作为生物吸附剂并装入圆柱型净水装置(附图1)，分别用于吸附治理重金属废水中的铬(Cr6+)、铜(Cu2+)、锌(Zn2+)、镍(Ni2+)。
首先，收集金福菇收获后留下的大量下脚料，清洗后晾干或烘干，然后用粉碎机粉碎至大小约为2mm的碎末。从净水装置进料口按照每升废水30g粉末的量加入净水装置的净水罐，处理PH4的重金属废水，四个小时后打开出水阀门放出废水。待废水流出后，从出料口取出过滤器中的菌渣并投入沼气池发酵沼气并生物减量，沼液化学处理并达标后排放，沼渣集中填埋。
本例中重金属的量可以通过石墨炉原子吸收法测定，吸附率则采用以下公式计算：吸附率＝(起始浓度-吸附后浓度)/起始浓度×100％。结果表明，使用金福菇下脚料制作的生物吸附剂对含铬(Cr6+)16mg/L的金属废液具有80％的清除率、对含铜(Cu2+)14mg/L的金属废液具有76％的清除率、对含锌(Zn2+)10mg/L的金属废液具有83％的清除率，对含镍(Ni2+)10mg/L的金属废液具有75％的清除率。
实施例二
本例采用姬菇下脚料作为实施例一中净水装置的生物吸附剂，以每升废水加入80g姬菇粉末的量处理含有重金属铜(Cu2+)14mg/L和铬(Cr6+)16mg/L的PH为4的废水。结果表明姬菇下脚料对废液中铜(Cu2+)的吸附率为75％，对废液中铬(Cr6+)的吸附率约为67％。
实施例三
本例采用黄被木耳下脚料作为实施例一中净水装置的生物吸附剂，以每升废水加入黄被木耳粉末80g的量处理含有重金属汞(Hg2+)10mg/L和铅(Pb2+)10mg/L的PH为4的废水。结果表明黄被木耳下脚料对废水中汞(Hg2+)的吸附率为67％，铅(Pb2+)的吸附率约为85％。
实施例四
本例采用双孢蘑菇和大球盖姑的混合下脚料作为实施例一中的净水装置的生物吸附剂，以每升废水中加入30g混合蕈菌粉末的量处理含有重金属铅(Pb2+)20mg/L的废液。结果表明灵芝下脚料对废液中铅(Pb2+)的吸附率约为90％。
实施例五
本例采用姬菇的下脚料作为三级净水装置(附图2)的生物吸附剂，用于含有高浓度铬(Cr6+)、铜(Cu2+)、锌(Zn2+)、镍(Ni2+)四种重金属废液的吸附治理。
将处理后的姬菇下脚料粉末按照每升废水4g的量分别加入各级净水罐，然后打开一级净水装置的进水口加满含有铬(Cr6+)18mg/L、铜(Cu2+)16mg/L、锌(Zn2+)15mg/L、镍(Ni2+)15mg/L的PH为4的重金属混合废液。每隔四个小时，打开一次出水阀门，让第一级处理废水进入第二罐处理，最终使废水得到三级净水装置的处理。最后从出料口取出过滤器中菌渣并投入沼气池发酵沼气并生物减量，沼液化学处理并达标后排放，沼渣集中填埋。
结果表明三级净水装置中的姬菇下脚料对废液中铬(Cr6+)的吸附率为87％、铜(Cu2+)的吸附率为78％、锌(Zn2+)的吸附率为80％，镍(Ni2+)的吸附率为75％。
实施例六
本例采用双孢蘑菇的下脚料作为实施例五中的三级净水装置的生物吸附剂，以每升废水中加入双孢蘑菇粉末50g的量处理含有铬(Cr6+)15mg/L、铜(Cu2+)12mg/L、锌(Zn2+)12mg/L、镍(Ni2+)12mg/L、锰(Mn2+)12mg/L、汞(Hg2+)12mg/L的PH为4的废液。
结果表明双孢蘑菇下脚料对废液中铬(Cr6+)的吸附率约为80％、铜(Cu2+)的吸附率为82％、锌(Zn2+)的吸附率为80％、铅(Pb2+)的吸附率为80％，对镍(Ni2+)、锰(Mn2+)、汞(Hg2+)的吸附率都在75％以上。
实施例七
本例采用榆黄菇和草菇的下脚料作为实施例五中三级净水装置的混合生物吸附剂，以每升废水中加入40g混合粉末的量来处理含有铬(Cr6+)16mg/L、铜(Cu2+)14mg/L、锌(Zn2+)10mg/L、镍(Ni2+)10mg/L的PH为4的废液。
结果表明对废液中铬(Cr6+)的吸附率约为75％、铜(Cu2+)的吸附率为85％、锌(Zn2+)的吸附率为80％，镍(Ni2+)的吸附率约为70％。
实施例八
本例采用香菇的下脚料作为实施例五中三级净水装置的生物吸附剂，以每升废水中加入30g香菇粉末的量用于处理含有镉(Cd2+)15mg/L、铜(Cu2+)14mg/L、锌(Zn2+)10mg/L的重金属废液。
结果表明香菇下脚料对废液中镉(Cd2+)的吸附率为82％，铜(Cu2+)的吸附率为83％，锌(Zn2+)的吸附率为78％。
实施例九
本例采用白平菇的下脚料作为实施例五中三级净水装置的生物吸附剂来处理染料废水，其中样品染料废水中活性阴离子Remazo1Black B浓度为100mg/L，经分分光光度计测定得出其最高吸附能力可达21.3mg/g。此外，实验结果表明，白平菇下脚料碎末作为生物吸附剂，对阴离子染料苋菜红、日落黄、亮绿也具有良好的吸附性能，经分分光光度计测定，得出其最大吸附量分别为28.6、23.2、30.2mg/g。以每升废水中加入40g白平菇粉末的量用于处理，最大吸附去除率80-95％。
实施例十
本例采用双孢蘑菇的下脚料作为实施例五中三级净水装置的生物吸附剂来处理含苯酚、邻氯苯酚和对氯苯酚的工业废水。含苯酚、邻氯苯酚和对氯苯酚浓度为100mg/L的样品经吸附后，与4-氨基安替比林在碱性溶液(pH＝1010±012)中，用铁氰化钾作氧化剂，产生红色的安替比林染料后用氯仿提取，然后用分光光度计测定吸光度，其测定结果表明：对浓度为100mg/L的苯酚、邻氯苯酚、对氯苯酚溶液，其最大饱和吸附量分别为75.2mg/g、94.5mg/g、102.3mg/g。以每升废水中加入40g双孢蘑菇粉末的量用于处理，最大吸附去除率80-95％。
实施例十一
本例采用姬菇和金福菇的混合下脚料作为实施例五中三级净水装置的生物吸附剂来处理农药废水。起始浓度为220mg/L的有机农药2，4-二氯苯氧基乙酸(2，4-D)废水经蕈菌粉末吸附后，以重铬酸钾法对未被吸附的2，4-D进行COD值的测定，结果表明，其吸附容量可达到2.1mg/g。此外，用同样的方法对于起始浓度为250mg/L的五氯硝基苯(PCNB)的水溶液进行吸附，结果表明，其吸附容量可达3.9mg/g。以每升废水中加入40g混合菌粉末的量用于处理，最大吸附去除率90-95％。
附图说明：
图1是净水装置图(容器中装满蕈菌吸附剂)
图2是三级净水装置图(蕈菌吸附剂容器以串联或并联方式处理污染水体)。

Claims (4)

1. 该项发明是一种水体污染的生物治理技术，其特征在于使用经过人工处理的食用蕈菌组织直接吸附水体中的重金属和多种有机污染物，当食用蕈菌组织吸附饱和后，再将其取出来做进一步的处理。
2. 根据权利要求1所述的水体污染的生物治理技术，其特征也在于所用吸附材料为蕈菌特别是食用蕈菌下脚料组织(可食部分选出后余下组织)。
3. 根据权利要求1所述的水体污染的生物治理技术，其特征在于吸附水体污染物的食用蕈菌下脚料只需要经过干燥、粉碎并装入净水装置即可用于污染水体的治理。
4. 根据权利要求1所述的水体污染的生物治理技术，其特征还在于饱和吸附了水体污染物的食用蕈菌菌渣取出并放入沼气池进行生物减量处理，沼液化学处理并达标后排放，沼渣集中填埋。
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