[发明专利]生物吸附剂、固定床反应器及重金属污水的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种用于重金属污水处理生物吸附剂、固定床反应器、重金属污水的处理方法及双孢菇在处理重金属污水中的应用。

背景技术

随着经济、社会的快速发展，大量的重金属离子随废水排放到环境中。由于重金属的剧毒性、生物富集性和不可生物降解性，这些重金属污染对生态环境和人体健康产生了巨大的影响。目前处理重金属污染废水的方法主要有：化学沉淀法，离子交换法，膜分离法，吸附法等。近年来，生物吸附剂由于成本低、原料广、吸附效果好、可再生、二次污染小等优点而备受重视。

一些工业或农业的废弃物，如稻草、果皮、米糠、绿藻等植物材料以及一些丝状真菌已经报道用做生物吸附剂来移除废水中的重金属。但是许多农业副产品或废弃物直接用作生物吸附剂时，吸附容量低，并且会有一些有机化合物释放到水体环境中，加重了水质的后处理负担。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于重金属污水处理的生物吸附剂、固定床反应器、重金属污水的处理方法及双孢菇在处理重金属污水中的应用，本发明提供的用于重金属污水处理的固定床反应器结构简单、操作简便，吸附容量高。

本发明提供了一种用于重金属污水处理的生物吸附剂，由双孢菇改性制备得到。

双孢菇属草腐菌，中低温性菇类，是世界食用菌生产中最大的一个菇种，分布地域较广泛，因而材料来源广泛，价格也较便宜，将其进行改性后制备得到生物吸附剂，可以用于吸附污水中的重金属，吸附容量较高，而且不会加重水体后处理的负担。

具体而言，本发明优选采用氢氧化钠和磷酸氢二钠对双孢菇进行改性，即将双孢菇在氢氧化钠和磷酸氢二钠溶液中进行浸渍处理使之改性，所述浸渍处理的温度优选为10℃～40℃，更优选为20℃～30℃；所述浸渍处理的时间优选为6h～15h，更优选为8h～12h。其中，所述氢氧化钠和磷酸氢二钠溶液中，所述氢氧化钠和磷酸氢二钠的总质量分数优选为0.3％～2％，更优选为0.6％～1.2％，最优选为0.9％。所述氢氧化钠、磷酸氢二钠和双孢菇的质量比优选为1～2:1～2:30～70，更优选为1～2:1～2:40～60，最优选为2:1:50。

改性处理完毕后，即可得到生物吸附剂。

在本发明中，所述双孢菇的粒径优选为0.5～4mm，所述双孢菇更优选具有多级粒径，最优选包括大粒径双孢菇、中粒径双孢菇和小粒径双孢菇，所述大粒径双孢菇的粒径m优选为2＜m≤4mm，更优选为2.5≤m≤3.5mm；所述中粒径双孢菇的粒径n优选为1＜n≤2mm，更优选为1.2≤n≤1.8mm，所述小粒径双孢菇的粒径p优选为0.5＜p≤1mm，更优选为0.6≤p≤0.8mm。

在本发明中，所述双孢菇优选为干燥的双孢菇，即所述双孢菇优选经过干燥处理，可以为晒干或者烘干，烘干时，其烘干温度优选为50℃～60℃。

具体而言，本发明提供的生物吸附剂可以按照以下方法制备：

将双孢菇干燥后进行粉碎，然后经过氢氧化钠和磷酸氢二钠改性处理后得到。

本发明对所述双孢菇没有特殊限制，可以为病菇、次菇、菇根以及双孢菇下脚料等，可极大的降低成本。

本发明提供的生物吸附剂可用于吸附污水中的重金属离子，吸附容量高且再生后吸附容量无明显下降，实验结果表明，本发明提供的生物吸附剂在固定床中对铅离子的吸附容量可达62mg/g，重复使用5次，对铅离子的平均吸附容量可达51mg/g。

本发明还提供了一种用于重金属污水处理的固定床反应器，包括：设置有进水口和出水口的反应器；所述反应器内由进水方向向出水方向依次设置有布水层、吸附层和承托层；

其中，所述吸附层由上述技术方案所述的生物吸附剂形成。

参见图1，图1为本发明实施例提供的固定床反应器的结构示意图，其中，1为反应器，2为布水层，3为由生物吸附剂形成的吸附层，4为承托层。

本发明提供的固定床反应器包括反应器1，反应器1上设置有进水口11和出水口12，污水从进水口11进入，经过反应器1内的吸附层吸附处理后由出水口12排出。进水口11优选设置在反应器1顶端，出水口12优选设置在反应器1底部。

反应器1内由进水方向向出水方向依次设置有布水层2、吸附层3和承托层4，其中布水层2的作用在于使污水均匀流过吸附层3，可以由玻璃珠形成，起到布水作用即可。吸附层3的作用在于吸附污水中的重金属离子，由上述技术方案所述的生物吸附剂形成。承托层4的作用在于支撑吸附层2，可以为玻璃纤维或者筛子等，起到支撑作用即可。