申请日2011.10.20
公开(公告)日2012.07.04
IPC分类号C02F1/28; C02F101/20; B01J20/24; C02F1/62
摘要
本发明公开了一种利用蘑菇培养基废料去除含汞工业废水的方法，用米糠、马粪、花生壳、秸秆、草炭、石膏粉、甲醛和草酰乙酸等与水混匀制成的蘑菇培养基，经过2～10个月室内控温产菇过程，待其达到充分腐熟并且不能产菇，将培养基在高温下灭菌，粉碎成颗粒物，制得蘑菇培养基废料生物吸附剂;将此生物吸附剂加入含汞工业废水中，加入量为1～2kg/m3,调节pH值为4.0～7.0，在温度为20～30℃的条件下搅拌，24～48小时后过滤、分离水及吸附剂，调节分离出的水的pH值至中性后达标排放。本发明综合利用蘑菇培养基废料去除含汞工业废水，达到以废治废，变废为宝的目的，使蘑菇培养基废料有更好的利用价值;本发明具有吸附效率高、工艺流程简单、操作方便、成本极低等特点，拓宽了废水处理过程中生物吸附剂的选择范围，在生物吸附技术方法中处理废水中的重金属具有很好的应用前景。
权利要求书
1.一种利用蘑菇培养基废料去除含汞工业废水的方法，其特征在于生物吸附剂所需原料配方质量百分比分别为：
米糠10%～60% 马粪 10%～25% 花生壳 10%～25%
秸秆1%～5% 草炭1%～5% 石膏粉 1%～3%
甲醛 5%～10% 草酰乙酸 5%～10%。
2.一种利用蘑菇培养基废料去除含汞工业废水的方法，其特征在于生物吸附剂所需原料配方质量百分比分别为：
米糠20%～50% 马粪10%～20% 花生壳 10%～20%
秸秆1%～3% 草炭 1%～3% 石膏粉 1%～2%
甲醛8%～10% 草酰乙酸8%～10%。
3. 一种利用蘑菇培养基废料去除含汞工业废水的方法，其特征在于生物吸附剂所需原料配方质量百分比分别为：
米糠 40% 马粪 20% 花生壳 15%
秸秆 3% 草炭 2% 石膏粉 2%
甲醛 8% 草酰乙酸 10%。
4. 根据权利1要求所述一种利用蘑菇培养基废料去除含汞工业废水的方法，其特征在于生物吸附剂制备过程为：将上述配比物料与水搅拌均匀，装入聚乙烯塑料袋，用小锅炉100℃蒸气灭菌15～20小时，在无菌接种箱中接蘑菇菌种;然后移至室内，通过2～10个月的控温产菇后，培养基已不能产菇并且达到充分腐熟，内部布满白色菌丝体;使用完的培养基在80～110℃杀菌，用植物粉碎机粉碎成小于1mm的颗粒状，此产品即为蘑菇培养基废料生物吸附剂。
5. 根据权利要求1所述的一种利用蘑菇培养基废料去除含汞工业废水的方法，其特征在于生物吸附剂除汞方法为： 将制成的蘑菇培养基吸附剂按1～2kg/m3的量加入含Hg2+的工业废水中，调节废水的pH值为4.0～7.0，在20～30℃常温下以压缩空气泵不断通入空气进行搅拌;待接触时间24～48小时后，采用高效压力式砂滤器过滤，分离水及吸附剂;经过蘑菇培养基吸附剂处理后的废水中汞浓度从25mg/L降至0.02mg/L以下，去除率可达99.9%以上;达到国家排放标准后，直接排放或回用;使用后的蘑菇培养基废料可直接填埋。
6. 根据权利要求1所述的一种利用蘑菇培养基废料去除含汞工业废水的方法，其特征在于：蘑菇培养废料含有丰富的菌丝体，巨大的比表面积，多孔的细胞壁上存在氨基、羟基、酰胺基等多种可键合重金属的官能团。
说明书
利用蘑菇培养基废料去除含汞工业废水的方法
技术领域
本发明涉及一种利用蘑菇培养基废料去除含汞工业废水的方法，属于环境保护中污水处理技术领域。
背景技术
金属汞通过矿山开采、金属冶炼、金属加工及化工生产、化石燃料的燃烧和生活垃圾等人类活动，以及地质侵蚀、风化等天然形式进入水体，对生态系统各组分都会产生影响。当生物体内重金属汞积累到一定数量后，就会出现受害症状，生理受阻，发育停滞，甚至死亡，并使整个水生态系统和功能受损。
对于含汞废水的治理较传统的方法有化学沉淀法、化学氧化还原法、活性炭吸附法、离子交换法、溶剂萃取法、物理法、膜分离法等，这些方法在一定条件下有效，但存在成本高、操作复杂、对低浓度废水的处理较难等缺点。因此，近年来人们提出了一种新的含金属废水处理技术——生物吸附法。生物吸附法具有投资少、操作成本低、高吸附率、高选择性、不产生二次污染，并能有效地处理含低浓度重金属离子废水的优点，越来越受到人们的重视。如利用发酵工业生物残渣作为生物吸附剂生产原料，此方法不仅可以降低生物吸附剂的生产成本，而且减少了发酵工业生物残渣的处理费用，具有较好的经济效益。目前，国内外以研究藻类特别是褐藻以及酒精发酵废弃物作为吸附剂的相关报道居多，而没有关于农业生产废料—蘑菇培养基废料作为汞的生物吸附剂的报道。
利用发酵来生产蘑菇是世界上最大的固体发酵产业之一，然而所带来的蘑菇培养基废料也成了最大量的固体发酵废弃物，通常的方法是将其舍弃或施入农田，这样往往对环境会带来一定的影响，2009年就曾有关废弃的蘑菇培养基污染周边环境的报道。实际上蘑菇培养废料含有丰富的菌丝体，巨大的比表面积，多孔的细胞壁上存在氨基、羟基、酰胺基等多种可键合重金属的官能团，这些都使其作为吸附剂成为可能。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术不足，在于提供了一种吸附效率高、工艺流程简单、成本极低的蘑菇培养基废料去除含汞工业废水的方法，该方法拓宽了废水处理过程中生物吸附剂的选择范围，达到综合利用，以废治废，变废为宝的目的，使蘑菇培养废料有更好的利用价值。
本发明所采用的技术方案是：
(1) 生物吸附剂原料配比
原料质量百分比：
米糠10%～60% 马粪 10%～25% 花生壳 10%～25%
秸秆1%～5% 草炭1%～5% 石膏粉 1%～3%
甲醛 5%～10% 草酰乙酸 5%～10%
优化，原料质量百分比：
米糠20%～50% 马粪10%～20% 花生壳 10%～20%
秸秆1%～3% 草炭 1%～3% 石膏粉 1%～2%
甲醛8%～10% 草酰乙酸8%～10%
再优化，原料质量百分比：
米糠 40% 马粪 20% 花生壳 15%
秸秆 3% 草炭 2% 石膏粉 2%
甲醛 8% 草酰乙酸 10%。
(2)生物吸附剂制备过程为：
将上述配比物料与水搅拌均匀，装入聚乙烯塑料袋，用小锅炉100℃蒸气灭菌15～20小时，在无菌接种箱中接蘑菇菌种。然后移至室内，通过2～10个月的控温产菇后，培养基已不能产菇并且达到充分腐熟，内部布满白色菌丝体。使用完的培养基在80～110℃杀菌，用植物粉碎机粉碎成小于1mm的颗粒状，此产品即为蘑菇培养基废料生物吸附剂。
(3)生物吸附剂除汞方法为：
将制成的蘑菇培养基吸附剂按1～2kg/m3的量加入含Hg2+的工业废水中，调节废水的pH值为4.0～7.0，在20～30℃常温下以压缩空气泵不断通入空气进行搅拌。待接触时间24～48小时后，采用高效压力式砂滤器过滤，分离水及吸附剂。经过蘑菇培养基吸附剂处理后的废水中汞浓度可从25mg/L降至0.02mg/L以下，去除率可达99.9%以上。达到国家排放标准后，直接排放或回用。使用后的蘑菇培养基废料可直接填埋。
本发明的有益效果是：
1.本发明的蘑菇培养基吸附剂与昂贵的化学吸附剂活性炭相比，来源广泛，价格极低，有着独特的成本优势，是一种可以广泛采用的生物吸附剂;
2.本发明的蘑菇培养基吸附剂的最大优势是能处理低浓度的含汞重金属工业废水，吸附效率高，处理容量大，而且工艺流程简单，管理方便;
3.废物综合利用，以废治废，变废为宝，具有很好环境效益和经济效益。
具体实施方式
实例1
生物吸附剂制备过程为：
将占原料质量百分比：米糠 60%、马粪 10%、花生壳 10%、秸秆 1%、草炭 1%、石膏粉 1、甲醛 7%、草酰乙酸 10%，与水以1:2比例充分搅拌均匀，装入聚乙烯塑料袋，用小锅炉100℃蒸气灭菌20小时，在无菌接种箱中接蘑菇菌种。然后移至室内，通过10个月的控温产菇后，培养基已不能产菇并且达到充分腐熟，内部布满白色菌丝体。使用完的培养基在100℃杀菌，用植物粉碎机粉碎成小于1mm的颗粒状。此产品即为蘑菇培养基废料生物吸附剂。
实例2
将制成的蘑菇培养基吸附剂按1kg/m3的量加入含Hg2+的工业废水中，调节废水的pH值为4.0，在20℃常温下以压缩空气泵不断通入空气进行搅拌。待接触时间28小时后，采用高效压力式砂滤器过滤，分离水及吸附剂。经过蘑菇培养基吸附剂处理后的废水中汞浓度从25mg/L降至0.02mg/L，去除率可达99.92%。达到国家排放标准后，直接排放或回用。使用后的蘑菇培养基废料可直接填埋。
实例3
将制成的蘑菇培养基吸附剂按1.2kg/m3的量加入含Hg2+的工业废水中，调节废水的pH值为5.5，在23℃常温下以压缩空气泵不断通入空气进行搅拌。待接触时间30小时后，采用高效压力式砂滤器过滤，分离水及吸附剂。经过蘑菇培养基吸附剂处理后的废水中汞浓度从25mg/L降至0.015mg/L，去除率可达99.94%。达到国家排放标准后，直接排放或回用。使用后的蘑菇培养基废料可直接填埋。
实例4
将制成的蘑菇培养基吸附剂按1.5kg/m3的量加入含Hg2+的工业废水中，调节废水的pH值为5.9，在25℃常温下以压缩空气泵不断通入空气进行搅拌。待接触时间32小时后，采用高效压力式砂滤器过滤，分离水及吸附剂。经过蘑菇培养基吸附剂处理后的废水中汞浓度从25mg/L降至0.01mg/L，去除率可达99.96%。达到国家排放标准后，直接排放或回用。使用后的蘑菇培养基废料可直接填埋。
实例5
将制成的蘑菇培养基吸附剂按1.8kg/m3的量加入含Hg2+的工业废水中，调节废水的pH值为6.5，在28℃常温下以压缩空气泵不断通入空气进行搅拌。待接触时间38小时后，采用高效压力式砂滤器过滤，分离水及吸附剂。经过蘑菇培养基吸附剂处理后的废水中汞浓度从25mg/L降至0.005mg/L，去除率可达99.98%。达到国家排放标准后，直接排放或回用。使用后的蘑菇培养基废料可直接填埋。
实例6
将制成的蘑菇培养基吸附剂按2kg/m3的量加入含Hg2+的工业废水中，调节废水的pH值为7.0，在30℃常温下以压缩空气泵不断通入空气进行搅拌。待接触时间42小时后，采用高效压力式砂滤器过滤，分离水及吸附剂。经过蘑菇培养基吸附剂处理后的废水中汞浓度从25mg/L降至0.003mg/L，去除率可达99.98%。达到国家排放标准后，直接排放或回用。使用后的蘑菇培养基废料可直接填埋。
