申请日2014.04.01
公开(公告)日2014.06.11
IPC分类号C02F1/28; B01J20/30; B01J20/24; C02F1/62
摘要
本发明公开一种利用废弃酵母吸附污水重金属离子的方法，通过将HCl、NaOH或乙醇对废弃酵母进行处理，经清洗、离心、干燥后，再将处理后的废弃酵母加入生活污水中对重金属离子进行吸附。在30℃，pH值2-7，吸附时间15-90min,酵母添加量0.5-5g/L范围内，利用HCl处理的废弃酵母对污水中重金属离子吸附效果最好，对Pb2+、Cu2+、Cr6+的吸附率分别为76.93%、73.14%、45.27%。该方法不仅能提高对污水中单一重金属离子的吸附率，同时对污水中多个共存离子的吸附也有一定提高，所需成本低，不需要复杂的设备，具有广泛的应用价值。
权利要求书
1.一种利用废弃酵母吸附污水重金属离子的方法，其特征在于，方法的具体步骤如下：
(1)废啤酒酵母：将酿啤酒后的废弃酵母用去离子水洗涤2-3次，再于3500r/min离心10min后收集菌体，温度80℃烘干，冷却后研磨成细小粉末，干燥保存备用;
(2)将步骤a处理后的废啤酒酵母粉末用NaOH、HCl或无水乙醇处理，再用去离子水洗涤3-5次，温度80℃烘干，磨碎，收集经80目筛网过滤的酵母，其中NaOH或HCl的浓度为0.1mol/L，温度为30℃，时间2h;
(3)将步骤b处理后的废弃酵母粉加入到生活污水中，配制成废弃酵母质量浓度0.5g/L-5g/L的溶液，在pH为2-7范围内，在温度30℃，转速为120 r/min条件下，振荡吸附15-90min ，吸附后过滤，按常规方法分别测量滤液中重金属离子Cr6+、Cu2+、Pb2+的吸光度，计算吸附率。
说明书
一种利用废弃酵母吸附污水重金属离子的方法
技术领域
本发明涉及一种利用废弃酵母吸附污水重金属离子的方法。
背景技术
目前治理重金属废水的方法主要有化学沉淀、离子交换、电化学处理、反渗透、膜技术、蒸馏、电渗析和活性炭吸附法等，这些处理方法在一定程度上取得了良好的效果，但普遍存在二次污染，特别是当水中重金属浓度较低(﹤100 mg∕L)时，不仅去除率较低，而且运行费用较高。由于在治理含重金属废水方面有效性和经济性上的可行性，生物吸附法在去除重金属废水方面向传统方法提出了挑战。
随着城市工业的发展和人口的增长，工业“三废”、生活污水的增加都给城市郊区农业用水、土壤理化性质带来了很大的影响, 加速了水、土壤中重金属元素如铅、铬、铜等的积累。据统计在城市中每天有10万立方米未经处理的生活污水，带着大量重金属和病原菌，顺着城市排水管网排出，导致土壤Cr、Cu、Pb三种重金属含量有明显的积累。Cr、Cu、Pb等有害重金属年污染通量已接近或高于国际国内报道的较高水平，按照目前的累积速率重金属离子含量在2050年都能达到现行的国家土壤质量的二级标准，造成了不同程度的重金属污染，影响了农产品安全，对人民健康带来了威胁。
酵母菌污水处理技术是20世纪70年代从日本兴起的一种污水处理技术，比传统的活性污泥法工艺具有一定特异性，效率是活性污泥法工艺的8～10倍。因其具有细菌的特点，如以单细胞形式存在、生长繁殖快、能形成较好的絮凝体;又具有丝状真菌的特点，如细胞较大、代谢旺盛，对COD的去除速度较快，而成为近几年来开发出的一种新型污水处理工艺，在处理负荷、污泥生成量、需氧量等方面具有很大的优势。酵母菌喜在含糖较高的酸性水生环境中生长，利用其处理含较多糖类、淀粉、油脂和蛋白质等的生活污水和含糖、油脂、味精、赖氨酸等的工业废水，都能取得很好的效果，表现出明显的优越性。因耐低温酵母菌对环境温度的适应范围较宽，在低温条件下具有较好的生长特性，使其很适合在低温污水处理中加以利用。
利用发酵工业产生的废弃酵母作为吸附重金属离子的原材料，可以降低污水处理的成本，达到“以废治废”的目的。本试验涉及一种提高废弃酵母对污水中重金属离子吸附率的方法。目前用废弃酵母处理污水中重金属离子的研究比较常见，但所用的酵母大多都是未经处理的，即酿酒后的酵母经清洗、离心、干燥后直接用于对污水的处理，这种酵母对污水中重金属离子吸附率较低，处理污水的效果差，在无形中降低了废弃酵母在污水处理中的作用;同时，污水中一般不会只含有一种重金属离子，Cr6+、Cu2+、Pb2+在污水中含量都较高，当这种未经处理的废弃酵母用于对污水中多个共存重金属离子进行吸附时，由于离子之间存在竞争吸附，使得其对污水中重金属离子的吸附率进一步降低。可见如何利用酵母应用在吸附污水重金属离子具有重要的现实意义，同时对于如何利用废弃酵母应用在在吸附污水重金属离子都具有重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的旨在于提供一种提高废弃酵母对污水中重金属离子吸附率的方法，以消除目前所采用方法的上述缺点，使废弃酵母最大限度的发挥其在污水处理方面的作用。
本发明采用主要技术方案：
本发明通过利用废弃酵母吸附污水中重金属离子，通过将HCl、NaOH或乙醇对废弃酵母进行处理，然后经清洗、离心、干燥后收集，再将处理后的废弃酵母加入生活污水中对重金属离子进行吸附。该方法不仅能提高对污水中单一重金属离子的吸附率，同时对污水中多个共存离子的吸附也有一定提高，该方法所需成本低，操作简单，不需要复杂的设备和仪器。
本发明具体提供一种利用废弃酵母吸附污水重金属离子的方法，具体方法按照按下列步骤进行。
(1)废啤酒酵母：将酿啤酒后的废弃酵母用去离子水洗涤2-3次，再于3500r/min离心10min后收集菌体，温度80℃烘干，冷却后研磨成细小粉末，干燥保存备用。
(2)将步骤a处理后的废啤酒酵母粉末用NaOH、HCl或无水乙醇处理，再用去离子水洗涤3-5次，温度80℃烘干，磨碎，收集经80目筛网过滤的酵母，其中NaOH或HCl的浓度为0.1mol/L，温度为30℃，时间2h。
(3)将步骤b处理后的废弃酵母粉加入到生活污水中，配制成废弃酵母质量浓度0.5g/L-5g/L的溶液，在pH为2-7范围内，在温度30℃，转速为120 r/min条件下，振荡吸附15-90min ，吸附后过滤，按常规方法分别测量滤液中重金属离子Cr6+、Cu2+、Pb2+的吸光度，计算吸附率。
通过实施本发明具体的发明内容，可以达到以下效果。
本发明所述的一种利用废弃酵母吸附污水中重金属离子的方法，该方法将废弃酵母经HCl、NaOH、乙醇处理后，用于吸附污水中的重金属离子，本发明研究了不同pH值、时间、废弃酵母菌用量条件下，经化学修饰的废弃酵母对生活污水中Pb2+、Cr6+、Cu2+三种离子的吸附能力。初步确定了吸附效果最好的处理方法以及最佳工艺，结果如下：在温度30℃，pH值2-7，吸附时间15-90min,酵母添加量0.5-5g/L范围内，这三种处理过的酵母对生活污水中Cr6+、Cu2+、Pb2+的吸附率在16.59%-76.93%之间;利用HCl处理的废弃酵母对污水中重金属离子吸附效果最好，对Pb2+、Cu2+、Cr6+的吸附率分别为76.93%、73.14%、45.27%。
