[发明专利]一种麦糟固定化小球的制备方法及利用其处理含铅废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种麦糟固定化小球的制备及用于处理含铅废水的方法，该方法能够解决粉末状麦糟处理含铅废水过程中难于沉降的技术难题，用该麦糟小球处理1—100mg/L含铅废水能使其稳定达标排放。属于环境工程领域。

背景技术

自从固定化技术问世以来，其正在以空前的速度向前发展，并不断完善。固定化技术具有效率高、稳定性强的优点，利于反应后的固液分离，缩短处理所需的时间。如今已涉及到酶固定化、细胞(微生物、动物、植物)固定化、原生质体固定化。其固定方法也是多种多样，主要包括吸附法、交联法、包埋法等。

吸附法又称载体结合法，操作简单，对细胞活性影响小，但所能固定的微生物数量受所用载体的种类及其表面积的限制，反应稳定性和反复使用性差。交联法又称无载体固定化法，使用该方法，微生物间的结合强度高，稳定性好，经得起温度和pH值等的剧烈变化。但同时因固定化反应条件剧烈，因而酶活性有所降低，再加上交联剂大都较昂贵，所以交联法的应用受到一定限制。目前研究较多的是包埋法固定化技术，且其应用也比较成熟。根据载体材料和方法的不同，包埋法分为凝胶包埋法和半透膜包埋法。凝胶包埋法是将细胞包埋在各种凝胶内部的微孔中而使细胞固定的方法。半透膜包埋法是将细胞包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内而使细胞固定的方法。目前工业应用上以凝胶包埋法固定细胞最为广泛，主要是它具有以下特点：①方法简便，将细胞与单体或聚合物一起聚凝，细胞被包埋在形成的聚合物之中。②条件温和，可选用不同的聚合物载体，不同的包埋系统和条件，以保持细胞的酶催化活性。③细胞不易渗漏，稳定性好。④有较高的细胞容量，聚合体中的细胞含量可达50％～70％。常见的凝胶包埋法有海藻酸钠包埋法、聚乙烯醇包埋法、聚丙烯酰胺包埋法、明胶包埋法等。以上固定化技术均在某些方面存在一定的不足，如：载体结合法制备容易，载体可再生，但被固定的微生物活性相对较低，微生物与载体的结合程度不够牢固；交联固定法和包埋固定法制备较困难，载体不能再生，但其固定化强度高，为获得较高固定化强度和较高微生物活性的固定化微生物，通常采用“两法结合”的改进方法，如载体结合法+包埋法：用载体结合固定化方法将微生物吸附到载体上，再利用高分子聚合物进行包埋。实际中也常将几种载体混合使用，利用各自的优点以提高使用效率。混合载体法有效地缓解了实际固定成球难、易破碎、活性丧失等难题。

麦糟又称啤酒糟，是啤酒厂最大的副产物，占废弃物总量的80％以上，其主要成份是麦芽糖，粗蛋白含量在25％左右，粗纤维含量在17％以上，这些功能基团可用于吸附或络合重金属离子。据统计，2005年我国啤酒产量就达3186万吨，年产干糟量达175万吨以上，预计今后啤酒产量还将大幅度增长。这些麦糟在我国一直没有得到很好利用，大部分啤酒厂一般直接将湿麦糟低价出售给农户用作饲料，少数厂家将湿麦糟干燥后作为饲料销售，收益甚微。甚至有些厂家以废弃物的形式直接排放湿麦糟，这既浪费了宝贵资源又污染了环境，因此积极开展麦糟的综合利用具有重要的现实意义。

发明内容

为克服吸附法所能固定的微生物数量受所用载体的种类及其表面积的限制，反应稳定性和反复使用性差等缺点；交联法固定化反应条件剧烈，因而活性有所降低，再加上交联剂大都较昂贵，所以交联法的应用受到一定限制的缺点；本发明提供一种麦糟固定化小球的制备方法及利用麦糟固定化小球处理含铅废水的方法。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种麦糟固定化小球的制备方法，将麦糟进行水洗以洗去表面的杂质，于60℃干燥8～12小时，研碎，过270μm(50目)筛；将包埋剂海藻酸钠和明胶加入到水中加热搅拌溶解，冷却；将过筛的麦糟加入到冷却后的包埋剂溶液中搅拌形成混合溶液，其中含有质量分数为6～10％的麦糟、1～3％的海藻酸钠、1～2％的明胶，其余是水；利用蠕动泵将混合溶液压入质量分数为2～4％的氯化钙溶液中进行交联，15～20小时，形成麦糟固定化小球(其外观、表面形貌及内部结构如附图2，3，4所示)。

利用麦糟固定化小球处理含铅废水，固定化小球吸附铅—再生。调节1～100mg/L含铅废水的pH值为3～6，控制温度20～45℃，将制备好的麦糟固定化小球与含铅废水按质量体积比1：10的比例混合，在120转/分钟的速度下振荡30～120分钟，去除废水中铅离子，上清液铅离子浓度达到国家《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)，排放或回用。麦糟小球用0.1～2mol/L的稀盐酸解吸再生，重复使用。