一种处理重金属废水的方法技术

本发明专利技术公开了一种处理重金属废水的方法，包括如下步骤，1）将混合发酵培养后收集的类产碱假单胞菌和酿酒酵母混合菌体固定化为外形呈球状，内部呈多孔网状结构的固定化细胞球；2）以淀粉质原料水解液为培养基，在pH=3‑6的条件下接入米根霉孢子悬浮液，振荡培养24‑48h后，过滤收集得到直径为50‑100um米根霉菌丝球；3）将固定化细胞球和米根霉菌丝球填充于生物吸附器内，该生物吸附器由多根吸附柱串接而成；4）重金属废水调整初始重金属离子浓度≤800mg/L，PH=5‑7后，流经生物吸附器，在每根吸附柱内的水力停留时间0.5‑1h。利用不同类的微生物活菌，在不同的吸附机理的作用下，对不同的重金属（Cd2+,Hg2+,Cu2+,Zn2+,Ni2+,Ag2+,Pb2+)均有很好地吸附。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污水处理领域，特别涉及一种处理重金属废水的方法。
技术介绍
目前,重金属废水处理方法主要有三类:化学反应法、浓缩分离法以及生物吸附法。第一类是废水中重金属离子通过化学反应除去的方法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法、化学还原法、电化学还原法和高分子重金属捕集剂法等；第二类是使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩、分离的方法,包括吸附剂吸附、离子交换和膜分离等；第三类生物吸附法是今年新发展的一门重金属污水处理方法，借助的是微生物及其衍生物来吸附水中重金属的过程。与传统吸附方法相比，生物吸附法具有以下优点：1)在低浓度下，金属可以被选择性的去除；2)节能、处理效率高；3)易于分离回收重金属5)吸附剂易于再生利用。生物吸附技术的关键在于选择合适的生物吸附剂。生物吸附剂多采用活体和失活生物细胞两种。与失活生物细胞相比较，活体生物细胞吸附的吸附量较大些，其吸附过程分2个阶段。第1阶段与代谢无关,为生物吸附过程,进行较快,在此过程中,金属离子可通过配位、螯合与离子交换、物理吸附及微沉淀等作用中的一种或几种复合至细胞表面；第2阶段为生物积累过程,进行较慢,在此过程中,金属被运送至细胞内。但是，目前文献中多只利用单一种类微生物作为生物吸附剂，或者多将失去活性的微生物与常用吸附剂，如活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等混合制备而成。生物吸附的机理往往因菌种的不同而异,而生物材料的来源十分广泛，因而选择合适的菌种作为吸附剂显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于处理重金属废水的生物吸附剂的制备方法，利用不同类的微生物活菌，在不同的吸附机理的作用下，对不同的重金属(Cd2+,Hg2+,Cu2+,Zn2+,Ni2+,Ag2+,Pb2+)进行吸附。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种处理重金属废水的方法，包括如下步骤，1)固定化细胞球的制备：A)将聚乙烯醇、海藻酸钙、丙烯酰与水按质量比6～15：0.5～1.5：3～5：100比例进行混合后，得聚乙烯醇水溶胶，将混合发酵培养后收集的类产碱假单胞菌和酿酒酵母菌体加入至聚乙烯醇水溶胶中形成混合溶液，其中，产碱假单胞菌和酿酒酵母菌体的添加量满足每100mL的聚乙烯醇水溶胶中添加4-6g湿重的产碱假单胞菌和酿酒酵母混合菌；B)将混合溶液用蠕动泵加入到含3～5w/v％N’-亚甲基双丙烯酰胺和1-2w/v％CaSO4的饱和硼酸溶液中，形成凝胶球，放置-20℃条件下冷却5-10h,室温下解冻,然后再置于-10℃条件下冷却1-2h,室温下解冻后，将凝胶球投入质量浓度为0.2～0.5g/L磷酸盐中，得到外形呈球状，内部呈多孔网状结构的固定化细胞球；2)米根霉菌丝球的制备：A)将市售的淀粉质原料粉碎，得平均粒径为500-1000微米的微淀粉质原料；B)将微淀粉质原料与水以150-200％的比例混合成糊状后，加热至40-70℃，加入淀粉酶和植物蛋白酶，淀粉酶加酶量别为1200-1500U/g微淀粉质原料，植物蛋白酶的用量为微淀粉质原料的0.1-0.2wt％，然后趁热经过800-1000目的丝网过滤，得均一的滤液，滤液冷却后加水调整糖度，制成总糖为20-30g/L淀粉质原料水解液，所得淀粉质原料水解液由和淀粉质水解清液与淀粉质水解残渣颗粒组成，所述淀粉质水解清液与淀粉质水解颗粒的重量比为90-95：5-10；C)以淀粉质原料水解液为培养基，在pH＝3-6的条件下接入米根霉孢子悬浮液，接种后孢子在培养基中浓度为105-106个/mL，于25-30℃，200-250rpm的转速下，振荡培养24-48h后，过滤收集得到直径为50-100um米根霉菌丝球；3)生物吸附器的制备：所述的生物吸附器由多根吸附柱串接而成，所述的吸附柱下部侧壁上设置有进水口，吸附柱上部侧壁上设置有溢出口，吸附柱内设置有上筛网和下筛网，上筛网所在位置高于进水口所在的位置，下筛网所在位置低于溢出口所在的位置，所述的吸附柱侧壁与上、下筛网所围成的吸附空间内填充有固定化细胞球和米根霉菌丝球，固定化细胞球和米根霉菌丝球的体积填充比为60-90:10-40，两者在吸附空间总填充率为50-80％，该吸附空间内还设置设有环形导流筒，所述的环形导流筒的上端与下端分别与上筛网和下筛网不接触，吸附柱底部设置有曝气装置，该曝气装置位于环形导流筒下方；4)重金属废水的处理：将重金属废水中初始重金属离子浓度调整≤800mg/L，PH调整为5-7后，依次流经生物吸附器，在每根吸附柱内的水力停留时间0.5-1h。优选地，类产碱假单胞菌和酿酒酵母的混合发酵培养过程为：A)酿酒酵母种子液的培养将斜面上酿酒酵母菌种接种于一级种子培养基进行摇瓶培养，在27-30℃，转速260rmp培养24h后，接种于二级种子培养基进行发酵罐培养，在30-32℃，转速260-280rmp，通气量2.5～3m3/h培养24-36h后得酿酒酵母的种子液，其中所述的一级种子培养基为：酵母膏5g/L,蛋白胨6g/L,葡萄糖20g/L；二级种子培养基为：葡萄糖40-50g/L，酵母浸膏5-8g/L，蛋白胨5-8g/L，(NH4)2SO42-3g/L，MgSO4·7H2O0.25-0.3g/L，NaCl0.15-0.2g/L，KH2PO42.8-3g/L；B)产碱假单胞菌种子液的培养将斜面上产碱假单胞菌菌种接种于一级种子培养基进行摇瓶培养，在27-30℃，转速160-180rmp培养24h后，接种于二级种子培养基进行发酵罐培养，在27-30℃，转速160-180rmp，通气量2.5～3m3/h培养24-36h，得产碱假单胞菌的种子液，其中，所述的一级种子培养基为：葡萄糖20-30g/L，酵母膏5-8g/L，蛋白胨6-8g/L；所述的二级种子培养基为：葡萄糖20-30g/L，豆饼粉10-12g/L，KNO31-1.2g/L，KH2PO41-1.2g/L，FeCl2·6H2O0.05-0.08g/L,CaCl2·7H2O0.02-0.04g/L，MgSO4·7H2O1-1.2g/L；c)混合发酵将步骤1)所得的酿酒酵母种子液和步骤2)所得的产碱假单胞菌种子液按体积比1-3:1-3进行混合，以10-20％的接种量转入发酵培养基中进行高密度培养，在30℃，转速220-260rmp，通气量5～10m3/h培养36-48h，将发酵好后的培养液静置，离心富集菌体，即为类产碱假单胞菌和酿酒酵母菌体，其中，所述的发酵培养基为：葡糖糖80-100g/L,酵母膏5-10g/L,蛋白胨5-10g/L，豆饼粉10-12g/L，KNO31-1.2g/L，KH2PO42-2.5g/L，FeCl2·6H2O0.05-0.08g/L，CaCl2·7H2O0.02-0.04g/L，MgSO4·7H2O1.5-1.8g/L，NaCl0.15-0.18g/L；优选地，所述的淀粉质原料为玉米粉、脱胚玉米粉或木薯粉。进一步优选地，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理重金属废水的方法，其特征在于，包括如下步骤，1）固定化细胞球的制备：A)将聚乙烯醇、海藻酸钙、丙烯酰与水按质量比6～15：0.5～1.5：3～5：100比例进行混合后，得聚乙烯醇水溶胶，将混合发酵培养后收集的类产碱假单胞菌和酿酒酵母菌体加入至聚乙烯醇水溶胶中形成混合溶液，其中，产碱假单胞菌和酿酒酵母菌体的添加量满足每100mL的聚乙烯醇水溶胶中添加4‑6g湿重的产碱假单胞菌和酿酒酵母混合菌；B)将混合溶液用蠕动泵加入到含3～5w/v％N’‑亚甲基双丙烯酰胺和1‑2 w/v％CaSO4的饱和硼酸溶液中，形成凝胶球，放置‑20℃条件下冷却5‑10h, 室温下解冻,然后再置于‑10℃条件下冷却1‑2h, 室温下解冻后，将凝胶球投入质量浓度为0.2～0.5g/L磷酸盐中，得到外形呈球状，内部呈多孔网状结构的固定化细胞球； 2）米根霉菌丝球的制备：A)将市售的淀粉质原料粉碎，得平均粒径为500‑1000 微米的微淀粉质原料；B)将微淀粉质原料与水以150‑200%的比例混合成糊状后，加热至40‑70℃，加入淀粉酶和植物蛋白酶，淀粉酶加酶量为1200‑1500 U/g微淀粉质原料，植物蛋白酶的用量为微淀粉质原料的0.1‑0.2wt%， 然后趁热经过800‑1000目的丝网过滤，得均一的滤液，滤液冷却后加水调整糖度，制成总糖为20‑30g/L淀粉质原料水解液，所得淀粉质原料水解液由淀粉质水解清液与淀粉质水解残渣颗粒组成，所述淀粉质水解清液与淀粉质水解颗粒的重量比为90‑95 ：5‑10； C)以淀粉质原料水解液为培养基，在pH=3‑6的条件下接入米根霉孢子悬浮液，接种后孢子在培养基中浓度为105‑106个/mL，于25‑30℃，200‑250rpm的转速下，振荡培养24‑48h后，过滤收集得到直径为50‑100um米根霉菌丝球；3）生物吸附器的制备：所述的生物吸附器由多根吸附柱串接而成，所述的吸附柱下部侧壁上设置有进水口，吸附柱上部侧壁上设置有溢出口，吸附柱内设置有上筛网和下筛网，上筛网所在位置高于进水口所在的位置，下筛网所在位置低于溢出口所在的位置，所述的吸附柱侧壁与上、下筛网所围成的吸附空间内填充有固定化细胞球和米根霉菌丝球，固定化细胞球和米根霉菌丝球的体积填充比为60‑90:10‑40 ，两者在吸附空间总填充率为50‑80%，该吸附空间内还设置设有环形导流筒，所述的环形导流筒的上端与下端分别与上筛网和下筛网不接触，吸附柱底部设置有曝气装置，该曝气装置位于环形导流筒下方；4）重金属废水的处理：将重金属废水中初始重金属离子浓度调整≤800mg/L，PH调整为5‑7后，依次流经生物吸附器，在每根吸附柱内的水力停留时间0.5‑1h。...

【技术特征摘要】
1.一种处理重金属废水的方法，其特征在于，包括如下步骤，
1）固定化细胞球的制备：A)将聚乙烯醇、海藻酸钙、丙烯酰与水按质量比6～15：0.5～1.5：3～5：100比例进行混合后，得聚乙烯醇水溶胶，将混合发酵培养后收集的类产碱假单胞菌和酿酒酵母菌体加入至聚乙烯醇水溶胶中形成混合溶液，其中，产碱假单胞菌和酿酒酵母菌体的添加量满足每100mL的聚乙烯醇水溶胶中添加4-6g湿重的产碱假单胞菌和酿酒酵母混合菌；B)将混合溶液用蠕动泵加入到含3～5w/v％N’-亚甲基双丙烯酰胺和1-2w/v％CaSO4的饱和硼酸溶液中，形成凝胶球，放置-20℃条件下冷却5-10h,室温下解冻,然后再置于-10℃条件下冷却1-2h,室温下解冻后，将凝胶球投入质量浓度为0.2～0.5g/L磷酸盐中，得到外形呈球状，内部呈多孔网状结构的固定化细胞球；
2）米根霉菌丝球的制备：A)将市售的淀粉质原料粉碎，得平均粒径为500-1000微米的微淀粉质原料；B)将微淀粉质原料与水以150-200%的比例混合成糊状后，加热至40-70℃，加入淀粉酶和植物蛋白酶，淀粉酶加酶量为1200-1500U/g微淀粉质原料，植物蛋白酶的用量为微淀粉质原料的0.1-0.2wt%，然后趁热经过800-1000目的丝网过滤，得均一的滤液，滤液冷却后加水调整糖度，制成总糖为20-30g/L淀粉质原料水解液，所得淀粉质原料水解液由淀粉质水解清液与淀粉质水解残渣颗粒组成，所述淀粉质水解清液与淀粉质水解颗粒的重量比为90-95：5-10；C)以淀粉质原料水解液为培养基，在pH=3-6的条件下接入米根霉孢子悬浮液，接种后孢子在培养基中浓度为105-106个/mL，于25-30℃，200-250rpm的转速下，振荡培养24-48h后，过滤收集得到直径为50-100um米根霉菌丝球；
3）生物吸附器的制备：所述的生物吸附器由多根吸附柱串接而成，所述的吸附柱下部侧壁上设置有进水口，吸附柱上部侧壁上设置有溢出口，吸附柱内设置有上筛网和下筛网，上筛网所在位置高于进水口所在的位置，下筛网所在位置低于溢出口所在的位置，所述的吸附柱侧壁与上、下筛网所围成的吸附空间内填充有固定化细胞球和米根霉菌丝球，固定化细胞球和米根霉菌丝球的体积填充比为60-90:10-40，两者在吸附空间总填充率为50-80%，该吸附空间内还设置设有环形导流筒，所述的环形导流筒的上端与下端分别与上筛网和下筛网不接触，吸附柱底部设置有曝气装置，该曝气装置位于环形导流筒下方；
4）重金属废水的处理：将重金属废水中初始重金属离子浓度调整≤800mg/L，PH调整为5-7后，依次流经生物吸附器，在每根吸附柱内的水力停留时间0.5-1h。
2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪寅，
申请(专利权)人：洪寅，
类型：发明
国别省市：江苏;32