[发明专利]一种生物吸附剂及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物吸附法处理重金属废水领域，特别提供一种基于水生植物龙须眼子菜的生物吸附剂，应用其回收废水中重金属的方法。

背景技术

随着人类开采、冶炼、电镀等生产活动的日益增加，产生的重金属废水无论是从数量上还是种类上都大增加，不仅导致资源流失，而且还造成了严重的环境污染。因此，重金属废水的处理一直是环保领域的重大课题。

常见的重金属废水处理方法有化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、膜法、生物处理技术等。这些方法中，化学沉淀法和氧化还原法等在消耗大量的化学药剂的同时还产生二次污染。而离子交换法和膜法等则面临处理成本过高及设备维护等问题。吸附法作为一种重要的物理化学方法在重金属废水处理中已有应用，它在净化废水的同时也可实现有价金属的回收利用。吸附分离技术的发展为工业界和环保领域提供了一个重要机会。近年来，国内外研究较多的吸附剂包括粉煤灰、分子筛、活性炭、工农业废料等等，但目前还难以同时实现吸附效率高而成本低廉，给产业化带来了不少困难。因此，开发廉价、高效的处理重金属废水的吸附剂很有必要。

龙须眼子菜是一种多年生沉水草本植物，具有良好的环境适应能力，广泛分布于世界各地，主要用作鱼类，家禽等的饲料原料。前期研究发现龙须眼子菜具备较好的吸附重金属的能力，但还存在吸附容量低，且出水色度高及有机物浓度高等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于水生植物龙须眼子菜的生物吸附剂具有高的吸附容量，避免了用未改性的龙须眼子菜吸附时带来的有机物二次污染的情况。

本发明的另一目的旨在提供上述生物吸附剂的应用在回收废水中重金属的方法。

为解决这一系列的问题，本发明根据相似相溶原理，采用有机改性剂来提取龙须眼子菜表面的油脂类疏水性物质，提高其亲水性能，同时使得位于植物细胞壁骨架上的吸附位点得以充分暴露，从而提高其的吸附溶量。此外，龙须眼子菜中一些易溶于水的小分子有机物及色素也溶于有机改性剂中，使后续吸附过程中不会出现色度高及有机物浓度高的现象。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明的生物吸附剂是采集龙须眼子菜地上部分的鲜样，用有机改性剂在常温下改性处理5～30h，过滤，得到改性废液和改性后的龙须眼子菜；将改性后的龙须眼子菜经洗净、干燥即制得；所述的有机改性剂为碳原子数为1-4的低级醇中的一种或几种混合。

龙须眼子菜与有机改性剂的料液质量比为1∶5～1∶10。

本发明的另一目的是通过下述方案实现的。

应用方法一将含各种重金属的废水调节pH值至3.5～6.0，加入以上所述的生物吸附剂进行吸附反应。

生物吸附剂浓度优选为0.1～10g/L。吸附反应时间为30～60min。

本发明具体的应用过程为：将含各种重金属的废水调节pH值至3.5～6.0加入到反应器中，加入所述的生物吸附剂，在常温条件下搅拌反应，依靠龙须眼子菜细胞壁上的吸附位点吸附重金属，以达到净化废水和回收重金属的目的。反应30～60min后经筛网过滤，滤液进入下一级反应器或排放(视其重金属残余浓度而定)。

应用方法二：用本发明的生物吸附剂吸附废水中的重金属，待生物吸附剂中的重金属富集后，用龙须眼子在改性过程得到的改性废液作助燃剂进行焚烧，焚烧后的灰分作为生物精矿回收重金属。

所述的改性废液是采集龙须眼子菜地上部分的鲜样，用有机改性剂在常温下改性处理5～30h，过滤，得到改性废液；所述的有机改性剂为碳原子数为1-4的低级醇中的一种或几种混合。

生物吸附剂浓度优选为0.1～10g/L。吸附反应时间为30～60min。

本发明适于各种主要含Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺等的重金属废水。

工艺所用设备：带搅拌装置的反应槽或反应池。

本发明的优点和积极效果

(一)普适性强

本发明所述生物吸附剂基于死体植物，相比其它的活体生物吸附剂而言不存在重金属毒害作用，其适应范围较为广泛。水生植物龙须眼子菜的地上部分，既可是未进行茎叶分离的龙须眼子菜的地上部分，也可是经茎叶分离后单独的叶片或茎。

(二)吸附能力强