專利名稱：利用蘑菇培養基廢料去除含銅工業廢水的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用蘑菇培養基廢料去除含銅工業廢水的方法，屬于環境保護中污水處理技術領域。
背景技術：
化工、印染、電鍍、有色冶煉、有色金屬礦山開采、電子材料漂洗廢水、染料生產等過程中常產生含有大量銅離子的廢水。按銅離子的價態有三價態銅離子和一價態銅離子；按存在的形式有游離銅(如Cu2+)和絡合銅(如[Cu(NH3)42+]、[Cu(CN)3F等)。作為生命必需的有益元素，銅本身毒性很小，但人體吸入過量的銅后，就會刺激消化系統，引起腹痛嘔吐，長期過量可造成肝硬化；銅對低等生物和農作物毒性較大，對于農作物，銅可使植物吸收養分的機能受阻礙，植物吸收銅離子后，即固定于根部皮層，是農作物出現病害。所以，含銅廢水必需經過處理才能達到環境要求。
目前，國內外比較系統的處理方法有化學沉淀法、電解法、離子交換法等。化學沉淀法是銅和大多數重金屬的常規處理方法，即在堿性條件下使其形成不溶性的氫氧化物。一般酸性含銅廢水經調整PH值后，在經沉淀過濾，能達到出水含銅小于O. 5mg/L。化學法處理含銅廢水具有技術成熟、投資少、處理成本低、適應性強等諸多優點，但化學沉淀法不足之處在于產生含重金屬污染泥，若污染泥沒有得到妥善的處理還會產生二次污染。此外只有PH值控制適宜，澄清池設計合理，沉渣沉淀性能好或用過濾進行二級處理，出水銅含量才能穩定達到O. 5mg/L以下。電解法是利用通電時陰陽極的電化學反應而使廢水中的有毒物分解、氧化還原、沉淀，電解法流程簡單、占地面積小，但要求廢水中的銅含量不小于
O.03mg/L，因此不適于低濃度含銅廢水的處理，并且耗電量大，廢水處理量小。離子交換是銅離子與離子交換樹脂發生交換，已達到富集銅離子，消除或降低廢水中銅離子的目的。采用離子交換法來處理含銅廢水，具有占地少，不需要對廢水進行分類處理，費用相對較低許多優點，但其投資大，對樹脂要求高，不便于控制管理等不足。在實際應用中，如廢水的PH值過低，還要對pH值進行調整；廢水的Cu2+濃度過高時，還要進行除銅預處理，此方法操作過于復雜、繁瑣。針對以上提及的化學法、物化法一般只使用于重金屬離子濃度較高的情況，越來越多的學者開始將注意力轉向利用生物吸附技術來處理重金屬離子廢水，特別適用于低濃度重金屬離子廢水處理。生物吸附技術是近年發展起來的一種有效的處理重金屬離子廢水的生物處理技術，它具有吸附容量大、選擇性強、效率高、消耗少、費用低等優點。生物吸附材料一般僅指非活性微生物吸附作用，因其容易獲得、價格低廉，使得生物技術產業副產品甚是生物技術產業廢料更受關注。生物材料的巨大比表面積、多孔的細胞壁上存在的氨基、酰胺基、醛基、羥基、硫醚等多種官能團，都使其作為吸附劑成為可能。目前，國內外以研究藻類特別是褐藻以及酒精發酵廢棄物作為吸附劑的相關報道居多，而沒有關于農業生產廢料一蘑菇培養基廢料作為汞的生物吸附劑的報道。
發明內容
本發明的目的是為克服現有技術的不足，在于提供了一種利用蘑菇培養基廢料去除含銅工業廢水的方法。該方法克服了化學沉淀法易產生二次污染，電解法耗電量大、處理量小，離子交換法工藝流程復雜、繁瑣等不足，具有吸附效率高、工藝流程簡單、操作方便、成本極低等特點。本發明所采用的技術方案是
(I)生物吸附劑原料配比
原料質量百分比
干麥桿(干稻草)10% 50% 干雞糞20% 30%
米糠10% 20%石膏10% 15%
石灰1% 5%有機醛5% 10%
有機酸5% 10%
優化，原料質量百分比
干麥桿(干稻草)25% 40% 干雞糞20% 25%
米糠15% 20%石膏13% 15%
石灰1% 3%有機醛5% 8%
有機酸5% 8%
再優化，原料質量百分比
干麥桿(干稻草)40% 干雞幾20%
米糠15%石膏13%
石灰2%有機醛5%
有機酸5%。其中所述的有機醛是對甲砜基苯甲醛、5-硝基水楊醛、丙烯醛、香草醛、2-溴丙二醛中的任意一種。其中所述的有機酸是亞磷酸、鄰溴苯乙酸、二氟乙酸、4-叔丁基苯甲酸、乙酰乙酸中的任意一種。(2)生物吸附劑制備過程
將上述配比物料與水攪拌均勻，裝入聚乙烯塑料袋，用小鍋爐100°C蒸氣滅菌15 20小時，在無菌接種箱中接蘑菇菌種。然后移至室內，通過3 8個月的控溫產菇后，培養基已不能產菇并且達到充分腐熟，內部布滿白色菌絲體。使用完的培養基在80 110°C殺菌，用植物粉碎機粉碎成小于Imm的顆粒狀。此產品即為蘑菇培養基廢料生物吸附劑。(3)生物吸附劑除汞方法
將制成的蘑菇培養基吸附劑按I 2kg/m3的量加入含Cu2+的工業廢水中，調節廢水的pH值為4. O 7. 0，在20 30°C常溫下以壓縮空氣泵不斷通入空氣進行攪拌。待接觸時間24 48小時后，采用高效壓力式砂濾器過濾，分離水及吸附劑。經蘑菇培養基吸附劑處理后的廢水中銅濃度從450mg/L降至O. 25mg/L以下，去除率可達99. 9%以上。達到國家排放標準后，直接排放或回用。使用后的蘑菇培養基廢料可直接填埋。本發明的有益效果是
I.該蘑菇培養基吸附劑吸附效率高、容量大，是一種可以廣泛采用的能處理低濃度含銅工業廢水的吸附劑；
2.本發明的蘑菇培養基廢料來自農業生產廢料，來源廣泛，實現資源化利用，具有很好的環境效益和經濟效益；
3.本發明處理廢水中重金屬離子，與化學沉淀法、電解法、離子交換法相比，運行費用低廉，不需要額外添加化學藥劑、吸附劑且耗電少，處理量大，工藝流程簡單，操作方便。
具體實施例方式實例I
生物吸附劑制備過程為
將占原料質量百分比干麥桿(干稻草)40%、干雞糞20%、米糠15%、石膏13%、鄰溴苯乙 酸3%、石灰1% 、2_溴丙二醛8%，與水以1:2比例充分攪拌均勻，裝入聚乙烯塑料袋，用小鍋爐100°C蒸氣滅菌18小時，在無菌接種箱中接蘑菇菌種。然后移至室內，通過5個月的控溫產菇后，培養基已不能產菇并且達到充分腐熟，內部布滿白色菌絲體。使用完的培養基在90°C殺菌，用植物粉碎機粉碎成小于Imm的顆粒狀。此產品即為蘑菇培養基廢料生物吸附劑。實例2
生物吸附劑制備過程為
將占原料質量百分比干麥桿(干稻草)25%、干雞糞25%、米糠20%、石骨11%、二氟乙酸8%、石灰3% 、5-硝基水楊醛8%，與水以I: I. 5比例充分攪拌均勻，裝入聚乙烯塑料袋，用小鍋爐100°C蒸氣滅菌15小時，在無菌接種箱中接蘑菇菌種。然后移至室內，通過8個月的控溫產菇后，培養基已不能產菇并且達到充分腐熟，內部布滿白色菌絲體。使用完的培養基在100°C殺菌，用植物粉碎機粉碎成小于Imm的顆粒狀。此產品即為蘑菇培養基廢料生物吸附劑。實例3
將制成的蘑菇培養基吸附劑按lkg/m3的量加入含Cu2+的工業廢水中，調節廢水的pH值為4. 9，在20°C常溫下以壓縮空氣泵不斷通入空氣進行攪拌。待接觸時間24小時后，采用高效壓力式砂濾器過濾，分離水及吸附劑。經蘑菇培養基吸附劑處理后的廢水中銅濃度從450mg/L降至O. 25mg/L,去除率可達99. 94%。達到國家排放標準后，直接排放或回用。使用后的蘑菇培養基廢料可直接填埋。實例4
將制成的蘑菇培養基吸附劑按lkg/m3的量加入含Cu2+的工業廢水中，調節廢水的pH值為5. 5，在25°C常溫下以壓縮空氣泵不斷通入空氣進行攪拌。待接觸時間28小時后，采用高效壓力式砂濾器過濾，分離水及吸附劑。經蘑菇培養基吸附劑處理后的廢水中銅濃度從450mg/L降至O. 20mg/L，去除率可達99. 95%。達到國家排放標準后，直接排放或回用。使用后的蘑菇培養基廢料可直接填埋。實例5
將制成的蘑菇培養基吸附劑按I. 5kg/m3的量加入含Cu2+的工業廢水中，調節廢水的pH值為6. 5，在30°C常溫下以壓縮空氣泵不斷通入空氣進行攪拌。待接觸時間35小時后，采用高效壓力式砂濾器過濾，分離水及吸附劑。經蘑菇培養基吸附劑處理后的廢水中銅濃度從450mg/L降至O. 15mg/L，去除率可達99. 96%。達到國家排放標準后，直接排放或回用。使用后的蘑菇培養基廢料可直接填埋。實例 6
將制成的蘑菇培養基吸附劑按2kg/m3的量加入含Cu2+的工業廢水中，調節廢水的pH值為7. 0，在30°C常溫下以壓縮空氣泵不斷通入空氣進行攪拌。待接觸時間38小時后，采用高效壓力式砂濾器過濾，分離水及吸附劑。經蘑菇培養基吸附劑處理后的廢水中銅濃度從450mg/L降至O. 10mg/L，去除率可達99. 97%。達到國家排放標準后，直接排放或回用。使用后的蘑菇培養基 廢料可直接填埋。
權利要求
1.一種利用蘑菇培養基廢料去除含銅工業廢水的方法，其特征在于生物吸附劑所需原料配方質量百分比分別為 干麥桿(干稻草)10% 50% 干雞糞20% 30% 米糠10% 20%石膏10% 15% 石灰1% 5%有機醛5% 10% 有機酸5% 10%。
2.一種利用蘑菇培養基廢料去除含銅工業廢水的方法，其特征在于生物吸附劑所需原料配方質量百分比分別為 干麥桿(干稻草)25% 40% 干雞糞20% 25% 米糠15% 20%石膏13% 15% 石灰1% 3%有機醛5% 8% 有機酸5% 8%。
3.一種利用蘑菇培養基廢料去除含銅工業廢水的方法，其特征在于生物吸附劑所需原料配方質量百分比分別為 干麥桿(干稻草)40% 干雞幾20% 米糠15%石膏13% 石灰2%有機醛5% 有機酸5%。
4.根據權利I要求所述一種利用蘑菇培養基廢料去除含銅工業廢水的方法，其特征在于生物吸附劑制備過程為將上述配比物料與水攪拌均勻，裝入聚乙烯塑料袋，用小鍋爐100°C蒸氣滅菌15 20小時，在無菌接種箱中接蘑菇菌種；然后移至室內，通過3 8個月的控溫產菇后，培養基已不能產菇并且達到充分腐熟，內部布滿白色菌絲體；使用完的培養基在80 110°C殺菌，用植物粉碎機粉碎成小于Imm的顆粒狀，此產品即為蘑菇培養基廢料生物吸附劑。
5.根據權利要求I所述的一種利用蘑菇培養基廢料去除含銅工業廢水的方法，其特征在于生物吸附劑除銅方法為將制成的蘑菇培養基吸附劑按I 2kg/m3的量加入含Cu2+的工業廢水中，調節廢水的pH值為4.0 7.0，在20 30°C常溫下以壓縮空氣泵不斷通入空氣進行攪拌；待接觸時間24 48小時后，采用高效壓力式砂濾器過濾，分離水及吸附劑；經蘑菇培養基吸附劑處理后的廢水中銅濃度從450mg/L降至0. 25mg/L以下，去除率可達99. 9%以上；達到排放標準后，直接排放或回用；使用后的蘑菇培養基廢料可直接填埋。
6.根據權利要求I所述的一種利用蘑菇培養基廢料去除含銅工業廢水的方法，其特征在于蘑菇培養廢料含有豐富的菌絲體，巨大的比表面積，多孔的細胞壁上存在氨基、羥基、酰胺基等多種可鍵合重金屬的官能團。
7.根據權利要求I所述的一種利用蘑菇培養基廢料去除含銅工業廢水的方法，其特征在于其中所述的有機醛是對甲砜基苯甲醛、5-硝基水楊醛、丙烯醛、香草醛、2-溴丙二醛中的任意一種。
8.根據權利要求I所述的一種利用蘑菇培養基廢料去除含銅工業廢水的方法，其特征在于其中所述的有機酸是亞磷酸、鄰溴苯乙酸、二氟乙酸、4-叔丁基苯甲酸、乙酰乙酸中的任意一種。
全文摘要
本發明公開了一種利用蘑菇培養基廢料去除含銅工業廢水的方法，用干麥稈(干稻草)、干雞糞、米糠、石膏、石灰，有機醛、有機酸與水混勻制成的蘑菇培養基，經過3～8個月室內控溫產菇過程，待其達到充分腐熟并且不能產菇，將培養基在高溫下滅菌，粉碎成顆粒物，制得蘑菇培養基廢料生物吸附劑；將此生物吸附劑加入含銅工業廢水中，加入量為1～2kg/m3，調節pH值為4.0～7.0，在溫度為20～30℃的條件下攪拌，24～48小時后過濾、分離水及吸附劑，調節分離出的水的pH值至中性后達標排放。本發明綜合利用蘑菇培養基廢料去除含銅工業廢水，達到以廢治廢，變廢為寶的目的。
文檔編號C02F1/28GK102674493SQ20111032077
公開日2012年9月19日 申請日期2011年10月20日 優先權日2011年10月20日
發明者雷思宇, 雷春生, 龍海燕 申請人:常州亞環環保科技有限公司