申请日2014.07.31
公开(公告)日2014.10.22
IPC分类号B01J20/24; C02F1/58; C02F1/28; B01J20/30
摘要
本发明涉及污水处理吸附剂的方法，具体为食用菌菌渣制备污水处理吸附剂的方法，以食用菌菌渣为原料，经粉碎、微波辅助碱法降解、洗涤、甲醛改性、洗涤、干燥等工序加工而成。用上述方法所制得的污水处理吸附剂，不仅解决了菌渣资源浪费问题，同时将其用于污水处理的前期处理吸附沉降悬浮颗粒、有机染料和重金属离子等，实现了食用菌菌渣回收利用的功能。
权利要求书
1.食用菌菌渣制备污水处理吸附剂的方法，其特征在于，以食用菌菌渣为 原料，将食用菌菌渣经过微波辅助碱法降解和交联改性制的，具体包括以下步骤：
(1)粉碎，将食用菌菌渣粉碎，并过40～60目筛，成菌渣粉末;
(2)微波辅助碱法降解，对菌渣粉末进行微波辅助碱法降解，菌渣粉末与 氢氧化钙饱和溶液混合，用微波进行处理;
(3)洗涤，用水将菌渣粉末洗至pH为中性;
(4)甲醛改性，甲醛、菌渣粉末和盐酸溶液混合进行改性反应;
(5)洗涤，将改性后的菌渣粉末洗至中性;
(6)干燥，将菌渣粉末于45～55℃烘干，得到产品污水处理吸附剂。
2.根据权利要求1所述的食用菌菌渣制备污水处理吸附剂的方法，其特征 在于，所述的步骤(2)微波辅助碱法降解，菌渣粉末质量与氢氧化钙饱和溶液 体积比为1∶14～16g/mL，混合后，用微波进行处理，微波功率1200～1500W/kg， 处理时间为8～15min。
3.根据权利要求1或2所述的食用菌菌渣制备污水处理吸附剂的方法，其 特征在于，所述的步骤(4)甲醛改性，甲醛质量与菌渣粉末质量比0.05∶1～2， 盐酸浓度0.8～1.2mol/L，菌渣粉末质量与盐酸溶液体积比1∶18～22g/ml，甲醛、 菌渣粉末和盐酸溶液混合进行反应，反应温度为55～65℃，反应时间2.5～3.5h。
说明书
食用菌菌渣制备污水处理吸附剂的方法
技术领域
本发明涉及污水处理吸附剂的方法，具体为食用菌菌渣制备污水处理吸附剂 的方法。
背景技术
栽培食用菌后的培养料称为菌渣或菌糠，我国每年产生的菌渣，至少有400 万吨，处理这些菌渣的传统方法是丢弃或燃烧。燃烧是对生物量的不合理利用， 因为只能快速地取得其中10%左右的热能，而随意丢弃又是对资源的浪费，同时 还导致霉菌和害虫的滋生，会造成环境污染，所以合理的开发利用食用菌菌渣， 不仅可以化废为宝，而且可以减少环境污染。目前食用菌菌渣再利用主要作为食 用菌再生产的配料，动物饲料，发霉的菌渣不宜作二次栽培料和动物饲料时可用 作肥料，但这些利用途径也存在投资成本高，受市场影响大，对环境造成二次污 染等问题，因而未能得到很好推广。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供了食用菌菌渣再利用的方法， 利用食用菌菌渣制备用于污水处理的吸附剂。
为达到上诉目的，本发明采取了如下技术方案：
食用菌菌渣制备污水处理吸附剂的方法，包括以下步骤：
(1)粉碎，将食用菌菌渣粉碎，并过40～60目筛，成菌渣粉末;
食用菌菌渣进行粉碎处理，粉碎可以增大食用菌菌渣的表面积，提高后续反 应速率。
(2)微波辅助碱法降解，对菌渣粉末进行微波辅助碱法降解，菌渣粉末与 氢氧化钙饱和溶液混合，菌渣粉末质量与氢氧化钙饱和溶液体积比为1∶14～ 16g/mL，混合后，用微波进行处理，微波功率1200～1500W/kg，处理时间为8～ 15min;
食用菌菌渣的木质纤维素材料主要包括纤维素、半纤维素和木质素等有机物， 碱性物质可以部分地与纤维素、半纤维素和木质素分子中的醇羟基或酚羟基反应 生成醇盐。以增加内部孔隙率和表面积，羧基数目的增加和醇盐的生成及表面积 和孔隙率的增加都有利于提高生物吸附剂的吸附效率。
(3)洗涤，用水将菌渣粉末洗至pH为中性;
经过洗涤处理，以除去降解中产生的水溶性物质。
(4)甲醛改性，甲醛质量与菌渣粉末质量比0.05∶1～2，盐酸浓度0.8～ 1.2mol/L，菌渣粉末质量与盐酸溶液体积比1∶18～22g/ml，甲醛、菌渣粉末和盐 酸溶液混合进行反应，反应温度为55～65℃，反应时间2.5～3.5h;
甲醛改性是通过原位固化作用减少多羟基酚类物质溶出，提高吸附剂吸附性 能，解决水处理时变色问题。
(5)洗涤，将改性后的菌渣粉末洗至中性;
然后将改性交联后的产品洗至中性，以除去多余杂质。
(6)干燥，将菌渣粉末于45～55℃烘干，得到产品污水处理吸附剂。
本发明提供的食用菌菌渣制备污水处理吸附剂的方法，以食用菌菌渣为原料， 经粉碎、微波辅助碱法降解、洗涤、甲醛改性、洗涤、干燥等工序加工而成。
收获食用菌产品后剩余的菌渣，由于其角质层被破坏而呈疏松多孔结构，同 时在菌渣中还含有大量的菌丝体和代谢产物，对水体中的金属离子和悬浮颗粒具 有良好的吸附沉降作用，菌渣作为一种生物吸附剂可以应用于废水处理中。但直 接投放存在吸附效率较低，一些水溶性多酚溶出对水体造成二次污染等问题，因 此需对菌渣进行改性。
本发明提供的食用菌菌渣制备污水处理吸附剂的方法，采用了微波辅助碱法 降解与甲醛交联改性相结合的技术。在传统碱法热降解木质纤维素的工艺上采用 微波技术辅助降解，一方面，微波辐射高频电磁波穿透介质到达菌渣内部，破坏 木质素结构和纤维素问化学键，降低木质纤维素中高分子聚合物的聚合程度，使 更多活性基团被暴露出来。另一方面，微波所产生的电磁场加速菌渣中半纤维素 等水溶性物质的扩散速率，缩短半纤维素等由物料内部扩散到溶剂界面的时间， 从而使降解速率提高数倍，增加内部孔隙率和表面积，使木质纤维素材料更易膨 胀。通过微波辅助降解，不仅可以增加菌渣的孔隙率和表面积，增大活性基团和 化学键数量，显著提高了菌渣生物吸附剂的吸附性能，同时极大缩短了碱法降解 的反应时间，提高了热效率，降低了能耗。
多羟基酚是菌渣吸附过程中的功能组分，具有较高的化学活性，容易进行化 学改性，可以用来处理废水，但直接利用天然多酚类物质作为吸附成分，吸附容 量相对小，选择性相对低，而且其中含有的可溶性酚也容易引起水变色现象。为 了增强菌渣吸附功能以及克服水变色问题，以甲醛为交联剂对菌渣进行改性，在 酸性条件下，多酚物质与甲醛缩合而生成半缩醛或缩醛，从而得到稳定结构，可 以阻断有色物质的流出，保持有效成分，提高化学稳定性，得到适用范围更大， 功能更强的生物吸附剂。
用上述方法所制得的污水处理吸附剂，不仅解决了菌渣资源浪费、环境污染 等问题，同时将其用于污水前期处理吸附沉降悬浮颗粒、有机染料和重金属离子 等，实现了食用菌菌渣回收利用的功能。
