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CN108176372A - 改性菌丝体吸附剂的制备方法及其对阴离子型污染物的吸附方法 - Google Patents

改性菌丝体吸附剂的制备方法及其对阴离子型污染物的吸附方法 Download PDF

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詹茂华
李明慧
张红
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Abstract

本发明公开一种改性菌丝体吸附剂的制备方法。包括如下步骤：(1)制备菌丝粉，包括对菌丝体依次进行清洗、加热致死、冷冻干燥和研磨过筛处理；(2)将获得的菌丝粉和十六烷基三甲基溴化铵溶液按照预定比例混合，以进行改性处理；(3)对改性后的菌丝粉进行清洗，并对清洗后的菌丝粉进行冷冻干燥、研磨过60目筛网，得到改性吸附剂。本发明中，十六烷基三甲基溴化铵溶液浓度为0.5％～2％。表面活性剂可以强化功能基团、增大比表面积和提高吸附容量。本发明制备方法简单、对环境无污染，同时菌丝体来源广泛，实现固体废弃物的资源化利用。

Description

改性菌丝体吸附剂的制备方法及其对阴离子型污染物的吸附 方法
技术领域
本发明属于水处理吸附技术领域，特别涉及一种改性菌丝体吸附剂的制备方法及其对阴离子型污染物的吸附方法。
背景技术
印染废水的处理方法主要有化学法、物理法和生物法，由于废水成分复杂，染料分子的结构特点，具有很好的稳定性，传统的生物降解很难有效的处理印染废水。化学法由于处理成本高、操作复杂和后续处理难度大，很难大规模应用。吸附法是目前水处理技术中最为常用的一种方法，吸附法具有操作简单、处理效率高等优点，其中吸附剂是吸附法处理染料废水的核心。
六价铬对人、动物和植物均具有毒害性，可对人体健康产生严重影响。废水中六价铬常用的处理方法有化学还原沉淀、离子交换和生物法等，这些传统的物理化学方法处理成本较高、反应条件要求严格，而生物法去除Cr(VI)的效果较差。吸附法具有处理效果好、操作简单、经济合理等优点，广泛应用于含铬废水的处理。
吸附剂是吸附法处理废水的核心，吸附剂可分为：活性炭、金属氧化物、生物质吸附剂等。生物吸附剂具有来源广泛、处理成本低、去除效率高和低风险的二次污染。生物质吸附剂，特别是废弃的菌丝体是酿造、生物制药行业和农产品加工业的副产品，现状大部分菌丝体作为固体废弃物处理，没有实现资源化利用。目前有研究利用废弃菌丝体作为吸附剂，然而原菌丝体的比表面积、官能团密度低，其吸附效果不够理想。因此，本专利提供一种简单有效的菌丝体改性方法，并用于吸附阴离子污染物。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种菌丝体改性吸附剂的制备方法。
为达到上述目的，本发明一种菌丝体改性吸附剂的制备方法，包括如下步骤：(1)制备菌丝粉；
(2)将获得的菌丝粉和十六烷基三甲基溴化铵溶液按照预定比例混合，以进行改性处理；
(3)对改性后的菌丝粉进行清洗，并对清洗后的菌丝粉进行冷冻干燥、研磨、过筛，得到改性吸附剂。
进一步地，所述菌丝体为丝状真菌菌体，包括酵母菌或曲霉。
进一步地，所述菌丝粉的制备方法为：对菌丝体进行清洗，将清洗后的菌丝体在121℃条件下加热30min，对加热致死的菌丝体进行冷冻干燥处理，并对干燥后的菌丝体进行研磨并过60目筛网，得到菌丝粉。
进一步地，所述步骤(2)中菌丝粉和十六烷基三甲基溴化铵溶液混合后，在30℃的温度下，以150r/min对其进行震荡或搅拌24h。
进一步地，其特征在于，所述十六烷基三甲基溴化铵溶液中，十六烷基三甲基溴化铵的质量占溶液总质量的0.5％～2％。
进一步地，其特征在于，所述步骤(3)中还包括，利用AgNO3溶液对清洗后的菌丝粉进行Br-检测。
本发明改性菌丝体吸附剂的制备方法，且制备方法简单、对环境无污染，同时菌丝体来源广泛，实现固体废弃物的资源化利用。
为达到上述目的，本发明一种含阴离子型污染物废水的处理方法，包括按照上述任意一项菌丝体改性吸附剂的制备方法制备获得改性吸附剂，将制备得到的改性吸附剂按照预定比例添加至废水中。
进一步地，还包括调节废水的pH，调节后的废水的pH值为2～5。
进一步地，还包括对吸附剂进行再生处理，具体方法为对废水进行过滤获得沉淀物，将0.05mol/L的NaOH溶液与沉淀物混合，在150r/min的条件下震荡0.5～2h，过滤得到再生的吸附剂，利用再生吸附剂对废水进行再次吸附处理。
本发明中，十六烷基三甲基溴化铵溶液浓度为0.5％～2％。表面活性剂可以强化功能基团、增大比表面积；同时，本发明制备方法简单、对环境无污染，同时菌丝体来源广泛，实现固体废弃物的资源化利用。
附图说明
图1是吸附剂的制备方法的工艺流程图；
图2是根据本发明实施例1基于废弃菌丝体吸附剂的制备方法制得的吸附剂的扫面电镜图；
图3是根据本发明实施例4，吸附剂再生次数对活性黑5染料去除率的影响；
图4是根据本发明实施例6，吸附剂再生次数对六价铬吸附容量的影响。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
实施例1
本实施例提供一种菌丝体改性吸附剂的制备方法，具体为：在实验室扩大培养得到杂色曲霉菌丝球，用清水冲洗掉表面的杂质，冷冻干燥后破碎过筛，过60目筛网，得到菌丝粉，称取2g菌丝粉，并将菌丝粉和100mL 1.5％的十六烷基三甲基溴化铵溶液混合中，在30℃150r/min中震荡24h，过滤，并用大量的去离子水清洗，直到用AgNO3溶液检测不到Br—，收集后冷冻干燥并研磨过60目筛网，得到改性吸附剂。菌丝粉改性前后比表面积分别为1.50、2.03m2/g，菌丝粉改性前后的SEM图见附图2。
实施例2
本实施例提供一种菌丝体改性吸附剂的制备方法，具体为：从啤酒厂收集到的酵母菌，用清水冲洗掉表面的杂质，冷冻干燥后破碎过筛，过60目筛网，得到菌丝粉；称取称取1g菌丝粉于150mL 1.0％的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，在30℃150r/min中震荡24h，过滤得到菌丝粉，并用去离子水对过滤得到的菌丝粉进行清洗，直到用AgNO3溶液检测不到Br-，收集后冷冻干燥处理，并研磨过60目筛网，得到改性吸附剂。
实施例3
本实施例提供一种菌丝体改性吸附剂的制备方法，具体为：将收集到的杂色曲霉菌丝球用清水冲洗掉表面的杂质，冷冻干燥后破碎过筛，过60目筛网，得到菌丝粉，称取1g菌丝粉，将称得的菌丝粉和100mL 1.5％的十六烷基三甲基溴化铵溶液混合，在30℃的温度下，以150r/min的速率搅拌24h，过滤，并用大量的去离子水清洗，直到用AgNO3溶液检测不到Br-，收集后冷冻干燥并研磨过60目筛网，得到改性吸附剂。
实施例4
本实施例提供一种阴离子型污染物的吸附方法，具体为：按照上述菌丝体改性吸附剂的制备方法获得改性吸附剂，将制备得到的改性吸附剂按照预定比例添加至废水中。
结合图3，具体的，配置200mg/L的活性黑5染料废水100mL，用盐酸调节pH至2，将实施例1中制得的吸附剂添加至废水中，吸附剂的投加量为1.5g/L，搅拌5h，染料的去除率达到95％以上。沉淀30min后倒去上清液，向沉淀物中加入20mL0.01mol/L的NaOH溶液，搅拌10min，倒去解析液，得到解析后的吸附剂；再次进行吸附实验。再生四次后的染料去除率可达到70％以上。
实施例5
本实施例提供一种阴离子型污染物的吸附方法，首先，配置50mg/L的阴离子偶氮染料酸性橙7(A07)废水100mL，用盐酸调节pH至3，将实施例2中制得的吸附剂添加至废水中，每升废水中吸附剂的投加量为1.5g，搅拌3h，染料的去除率达到90％以上。沉淀30min后倒去上清液，加入20mL0.01mol/L的NaOH溶液，搅拌10min，倒去解析液，得到解析后的吸附剂；再次进行吸附实验。再生四次后的染料去除率可达到75％以上。
实施例6
结合图4，本实施例提供一种阴离子型污染物的吸附方法，首先，配置25mg/L的六价铬废水100mL，用盐酸调节pH至2，将实施例3中制得的吸附剂添加至废水中，每升废水中吸附剂的投加量为1.5g，搅拌3h，六价铬的去除率达到70％以上。沉淀30min后倒去上清液，加入20mL0.05mol/L的NaOH溶液，搅拌30min，倒去解析液，得到解析后的吸附剂；再次进行吸附实验。再生三次后的吸附容量仍达到初始吸附容量的50％以上，见附图4。
本发明对废弃菌丝进行改性，实现了资源化利用，利用废弃菌丝体制备吸附剂，方法简单，且对阴离子污染物具有很好的吸附作用。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种改性菌丝体吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备菌丝粉；
(2)将获得的菌丝粉和十六烷基三甲基溴化铵溶液按照预定比例混合，以进行改性处理；
(3)对改性后的菌丝粉进行清洗，并对清洗后的菌丝粉进行冷冻干燥、研磨、过筛，得到改性吸附剂。
2.根据权利要求1所述的改性菌丝体吸附剂的制备方法，其特征在于，所述菌丝体为丝状真菌菌体，包括酵母菌或曲霉。
3.根据权利要求1所述的改性菌丝体吸附剂的制备方法，其特征在于，所述菌丝粉的制备方法为：对菌丝体进行清洗，将清洗后的菌丝体在121℃条件下加热30min，对加热致死的菌丝体进行冷冻干燥处理，并对干燥后的菌丝体进行研磨并过60目筛网，得到菌丝粉。
4.根据权利要求1所述的改性菌丝体吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中菌丝粉和十六烷基三甲基溴化铵溶液混合后，在30℃的温度下，以150r/min对其进行震荡或搅拌24h。
5.根据权利要求1所述的改性菌丝体吸附剂的制备方法，其特征在于，所述十六烷基三基溴化铵溶液中，十六烷基三甲基溴化铵的质量占溶液总质量的0.5％～2％。
6.根据权利要求1所述的改性菌丝体吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中还包括，利用AgNO3溶液对清洗后的菌丝粉进行Br—检测。
7.一种阴离子型污染物的吸附方法，其特征在于，包括按照权利要求1-5任意一项所述菌丝体改性吸附剂的制备方法制备获得改性吸附剂，将制备得到的改性吸附剂按照预定比例添加至废水中。
8.根据权利要求7所述的阴离子型污染物的吸附方法，其特征在于，还包括调节废水的pH，调节后的废水的pH值为2～5。
9.根据权利要求7所述的阴离子型污染物的吸附方法，其特征在于，还包括对吸附剂进行再生处理，具体方法为对废水进行过滤获得沉淀物，将0.05mol/L的NaOH溶液与沉淀物混合，在150r/min的条件下震荡0.5～2h，过滤得到再生的吸附剂，利用再生吸附剂对废水进行再次吸附处理。
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