[发明专利]一种改性废弃蘑菇培养基吸附剂、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于吸附剂技术领域，涉及一种利用吸附剂去除废水中活性红15的方法，特别是涉及一种利用改性蘑菇培养基吸附剂去除废水中活性红15的方法。

背景技术

每年全世界范围内约生产7×10⁵～1×10⁶吨合成染料。其中10～20%的染料在生产和使用过程中排放到环境中，由于染料化学结构稳定及难降解等特性，给生态环境带来严重的危害。活性红15是水溶性的活性偶氮类染料，作为一种典型的合成染料，因着色性好，被广泛应用于印染、制革、造纸、塑料等行业。由于具有偶氮键及苯环结构，偶氮染料化学性质较稳定，废水成分复杂，是公认的难处理的高浓度有机废水，而且偶氮染料及其降解中间产物大多数为三致性（即致畸、致癌、致突变），若未经处理直接排放将给生态环境带来严重危害。

目前染料废水的处理方法有主要包括混凝、膜分离、电化学、高级氧化等物理化学法，但其实际应用均受到成本和脱色效果等因素的制约。近年来，生物吸附法因具有低成本、高效并且没有二次污染等明显优点而备受重视。现行使用最多最广泛的吸附剂是活性炭，但由于活性炭制备过程复杂、生产成本高、再生费用大而限制了其进一步推广应用。因此非常有必要开发廉价、高效、因地制宜的新型吸附材料。农业废弃物具有廉价、易获取、可再生等特点，经过简单的处理就可以制备成高效的吸附剂，因此被认为是一种具有发展前景的吸附材料。

中国是世界上的蘑菇产量大国，2007年蘑菇产量高达16820万吨，占世界总产量的70%。据估算，每产生1kg蘑菇就会产生5kg废弃蘑菇培养基。废弃蘑菇培养基可以用于改良和修复土壤、控制植物病虫害、焚烧取暖以及建造牲畜棚，也可以用作无土培养基、覆盖物和有机肥料等，这些都是废弃蘑菇培养基的有效利用途径。实际上，作为一种易获取、成本低的农业废弃物，废弃蘑菇培养基本身具有较多可键合有机物的官能团，如羧基、胺基、膦酸基等，这使其成为一种具有发展潜力的吸附材料。利用废弃蘑菇培养基制备吸附剂处理废水中活性红15，不但实现了废弃蘑菇培养基的资源化和经济价值，而且能够减轻废弃蘑菇培养基本身的处理成本，同时可以有效地去除废水中的染料，达到变废为宝、以废（废弃蘑菇培养基）治废（染料废水）的效果。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种高效、低成本的改性废弃蘑菇培养基吸附剂、制备方法及吸附活性红15染料的应用。

为了实现上述目的，本发明所提出的改性废弃蘑菇培养基吸附剂为盐酸改性的废弃蘑菇培养基吸附剂。

其制备方法，包括以下步骤：

将培养三季香菇后失去能效而成为废弃蘑菇培养基，用粉碎机将干燥废弃蘑菇培养基破碎，用蒸馏水洗涤去除杂质后干燥，筛选出500～1000μm的蘑菇培养基颗粒，再将废弃蘑菇培养基颗粒在盐酸溶液中浸泡24～48h，过滤分离，滤渣用蒸馏水清洗至pH呈中性，干燥，即得到改性废弃蘑菇培养基吸附剂。

所述蘑菇培养基为用锯末、米糠、蔗糖和石灰膏制成的蘑菇培养基，其中锯末占总重量的75～88%、米糠占总重量的10%～20%、蔗糖占总重量的1～3%，石灰膏占总重量的1～3%。

上述盐酸溶液的浓度优选0.10～0.50mol/L，废弃蘑菇培养基颗粒与盐酸溶液的用量优选为废弃蘑菇培养基颗粒质量（g）：盐酸溶液体积（mL）为：1:（20～100），改性的温度优选20～50℃。

本发明的改性废弃蘑菇培养基吸附剂用于溶液中活性红15的吸附去除。

上述改性废弃蘑菇培养基吸附剂用于溶液中活性红15的吸附去除优选条件为：将含活性红15的溶液调节pH为1～9（优选1～3，更优选为1.0），加入改性废弃蘑菇培养基吸附剂，使得改性废弃蘑菇培养基吸附剂的浓度为2～10g/L，吸附24～48小时后，过滤分离，滤液调至中性，排放。

活性红15溶液中的活性红15浓度为不超过160mg/L。

改性废弃蘑菇培养基吸附剂用于溶液中活性红15的吸附去除后，碱性溶液条件下进行解吸附再生。