申请日2018.09.07
公开(公告)日2018.12.18
IPC分类号C02F1/56; C02F1/54; C02F1/52; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂及其制备方法，原料组分如下：食用菌菌渣、复合酶、发酵菌、水溶性淀粉、过硫酸铵、羧酸乙酯、对羟基苯甲酸乙酯、三价铁盐、二价铁盐，具体步骤如下：1)食用菌菌渣经灭菌后进行酶解;2)酶解料进行发酵;3)发酵料进行膨化处理;4)水溶性淀粉加水糊化后加入过硫酸铵和膨化菌渣，加热反应后调节pH，再加入羧酸乙酯、对羟基苯甲酸乙酯，升温后继续反应;5)将产物移至反应釜中，通入氮气后滴加由三价铁盐和二价铁盐组成的混合溶液进行反应;6)冷却至室温后经洗涤、干燥、粉碎即可制得。本发明制备的污水处理剂，环保高效，对污水中的重金属去除效果好。
权利要求书
1.一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂，其特征在于，按重量份组分如下：食用菌菌渣30-50份、复合酶2-3份、发酵菌1-2份、水溶性淀粉10-15份、过硫酸铵2-3份、羧酸乙酯3-4份、对羟基苯甲酸乙酯4-5份、三价铁盐3-4份、二价铁盐2-3份。
2.一种如权利要求1所述的利用食用菌菌渣制备的污水处理剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)将食用菌菌渣经灭菌后倒入容器中，加水至含水量45-50%，再加入复合酶，升温至50-55℃，酶解2-3h，然后升温至120-150℃，保温处理4-6min，过滤后得酶解料;
2)将酶解料倒入发酵罐中，加水至含水量55-60%，接入发酵菌，在38-42℃下恒温发酵5-6h，然后过滤后得发酵料;
3)将发酵料干燥后进行粉碎，过50目筛，然后移至真空容器中，加压至2-3MPa，然后通入容器体积1/3-1/2的液态二氧化碳，保压处理5-8min，然后迅速抽真空至0.05-0.07MPa，升温至50-60℃，保温保压处理2-3h，制得膨化菌渣;
4)将水溶性淀粉加入到容器中，加水搅拌至糊化后再加入过硫酸铵和膨化菌渣，升温至50-60℃，反应15-20min，然后加入0.3-0.5mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH至8-9，再加入羧酸乙酯、对羟基苯甲酸乙酯，混合均匀后升温至70-80℃，恒温反应2-3h;
5)待反应结束后，将4)中产物移至反应釜中，持续通入氮气50-60min，排出内部空气，然后再滴加由三价铁盐和二价铁盐组成的混合溶液，将反应釜升温至200-260℃，恒温反应5-6h;
6)待反应结束后，自然冷却至室温，然后经洗涤、干燥后进行粉碎，过50目筛，即可制得污水处理剂。
3.如权利要求2所述的一种利用食用菌菌渣制备的污水 处理剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述灭菌为高温灭菌，温度为140-160℃，灭菌时间2-3h。
4.如权利要求2所述的一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，复合酶是由:纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶和蛋白酶按照1:1:1.5:2的重量比组成的。
5.如权利要求2所述的一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，发酵菌是由酵母菌、乳酸菌按照1:1的重量比组成的，并且发酵菌中活菌数≥3×109CFU/ml。
6.如权利要求2所述的一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述发酵料的干燥方式为烘干，干燥温度为70-80℃，干燥至恒重即可。
7.如权利要求2所述的一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述三价铁盐选自硫酸铁、硝酸铁、氯化铁中的一种或几种;所述二价铁盐选自硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁中的一种或几种。
8.如权利要求2所述的一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤6)中，所述洗涤为使用蒸馏水洗涤至中性;所述干燥为真空干燥，压力为0.04-0.06MPa，干燥温度为45-50℃，干燥至恒重即可。
说明书
一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明属于菌渣再利用技术领域，具体涉及一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂及其制备方法。
背景技术
我国是食用菌生产大国，近年来，随着食用菌生产的发展，全国食用菌菌渣产量巨大。对于大量的食用菌废料，如果处理不当将污染环境，不仅浪费资源，还有碍食用菌产业的顺利发展。因此，如何环保有效地利用食用菌菌渣成为一个越来越严重的问题。
目前，处理这些菌渣的方法有丢弃、焚烧、加工成饲料或肥料，焚烧只能快速的取得其中10%左右的能量，是对生物量的不合理利;菌渣中含有丰富的蛋白质和其他营养成分，随意丢弃是对资源的浪费，同时还容易导致霉菌和害虫的滋生，造成环境污染;菌渣用作饲料是很安全的，但是其作用还没有完全被消费者所认可和接受，所以市场有一定的限制;菌渣用于堆肥则所需时间较长，而且个别堆肥结束后营养元素含量不均。因此，对菌渣还需要做进一步的研究，为食用菌行业的发展不断开拓新的思路、新的领域。
污水中含有大量的重金属，对环境的污染日益严重，如今已经成为我们面临的全球性问题之一。因此，寻求一种廉价的、高效的、去除重金属效果好的污水处理剂成为亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂，按重量份组分如下：食用菌菌渣30-50份、复合酶2-3份、发酵菌1-2份、水溶性淀粉10-15份、过硫酸铵2-3份、羧酸乙酯3-4份、对羟基苯甲酸乙酯4-5份、三价铁盐3-4份、二价铁盐2-3份。
优选地，一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂的制备方法，具体步骤如下：
1)将食用菌菌渣经灭菌后倒入容器中，加水至含水量45-50%，再加入复合酶，升温至50-55℃，酶解2-3h，然后升温至120-150℃，保温处理4-6min，过滤后得酶解料;
2)将酶解料倒入发酵罐中，加水至含水量55-60%，接入发酵菌，在38-42℃下恒温发酵5-6h，然后过滤后得发酵料;
3)将发酵料干燥后进行粉碎，过50目筛，然后移至真空容器中，加压至2-3MPa，然后通入容器体积1/3-1/2的液态二氧化碳，保压处理5-8min，然后迅速抽真空至0.05-0.07MPa，升温至50-60℃，保温保压处理2-3h，制得膨化菌渣;
4)将水溶性淀粉加入到容器中，加水搅拌至糊化后再加入过硫酸铵和膨化菌渣，升温至50-60℃，反应15-20min，然后加入0.3-0.5mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH至8-9，再加入羧酸乙酯、对羟基苯甲酸乙酯，混合均匀后升温至70-80℃，恒温反应2-3h;
5)待反应结束后，将4)中产物移至反应釜中，持续通入氮气50-60min，排出内部空气，然后再滴加由三价铁盐和二价铁盐组成的混合溶液，将反应釜升温至200-260℃，恒温反应5-6h;
6)待反应结束后，自然冷却至室温，然后经洗涤、干燥后进行粉碎，过50目筛，即可制得污水处理剂。
优选地，一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂的制备方法，其中步骤1)中，所述灭菌为高温灭菌，温度为140-160℃，灭菌时间2-3h。
优选地，一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂的制备方法，其中步骤1)中，复合酶是由:纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶和蛋白酶按照1:1:1.5:2的重量比组成的。
优选地，一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂的制备方法，其中步骤2)中，发酵菌是由酵母菌、乳酸菌按照1:1的重量比组成的，并且发酵菌中活菌数≥3×109CFU/ml。
优选地，一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂的制备方法，其中步骤3)中，所述发酵料的干燥方式为烘干，干燥温度为70-80℃，干燥至恒重即可。
优选地，一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂的制备方法，其中步骤5)中，所述三价铁盐选自硫酸铁、硝酸铁、氯化铁中的一种或几种;所述二价铁盐选自硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁中的一种或几种。
优选地，一种利用食用菌菌渣制备的污水处理剂的制备方法，其中步骤6)中，所述洗涤为使用蒸馏水洗涤至中性;所述干燥为真空干燥，压力为0.04-0.06MPa，干燥温度为45-50℃，干燥至恒重即可。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1.本发明制备的污水处理剂，可以与污水中的重金属形成络合物，同时淀粉与三价铁和二价铁在碱性环境下经高温反应形成四氧化三铁核，并被淀粉包裹起来，具有很好的团聚性，使得形成的络合物因团聚形成大颗粒从而沉淀，达到去除重金属的目的，首先，将食用菌菌渣经酶解、发酵后可以将菌渣中的高分子物质降解成小分子，有利于提高后续菌渣的膨化程度;其次，将菌渣干燥、粉碎后移至真空容器中，通入液态二氧化碳，经过加压和泄压处理，可以促进液态二氧化碳渗透进菌渣后，然后经升温加热后则可以使液态二氧化碳气化逸出，使得菌渣内部形成多孔结构;再次，将水溶性淀粉加水糊化后再加入过硫酸铵和膨化菌渣，其中过硫酸铵可以与淀粉中的蛋白质反应提高粘接性，而膨化菌渣则可以将淀粉吸附在表面，增大淀粉的比表面积，然后再加入羧酸乙酯、对羟基苯甲酸乙酯进行反应，在引发剂过硫酸铵的作用下，在淀粉的分子链上引入羟基、羧基等基团，提高淀粉与重金属的络合作用;最后，加入的三价铁和二价铁粘接在淀粉的分子链间，在碱性环境下经高温反应，形成四氧化三铁，并被淀粉包裹起来，使得淀粉具有磁性，从而具有团聚性。
2.本发明制备的污水处理剂，制备工艺简单，成本低，对污水中的重金属具有高效的去除作用，并且对环境无污染，是一种环保、高效的污水处理剂。
