[发明专利]纳米蕈菌生物吸附剂修复水体中的重金属污染

说明书

技术领域

本发明属于资源环境技术领域，具体涉及水体中主要重金属的生物吸附治理技术。 

背景技术

随着经济发展和社会工业化，我国的水环境污染现状日益严重，其中水体中的重金属污染是量大面广且难处理的主要污染源；对污染水体中的有害重金属目前处理技术战略有两种：降解转化、吸附移除；相对而言，吸附移除的工艺简单、成本低廉，所以发展新型高效的吸附剂是水污染治理的关键技术之一。可用于水处理的吸附剂类型大致可分为物理吸附剂、化学吸附剂及生物吸附剂三类。其中生物吸附剂因具有原料广、品种多、成本低、吸附容量大、易操作、可再生等特点而得以重视。目前已经报道的可以用于废水处理的生物材料有木屑、花生壳、橘子皮、玉米芯、米糠等多种植物材料（主要为纤维素材料）及一些丝状真菌的菌丝球（主要是几丁质材料）。

发明内容

本发明则是基于蕈菌生产过程中产生的大量下脚料，处理成纳米蕈菌生物吸附剂能够特别高效吸附水体中的重金属而提出来的治理污染水体的新的高效生物吸附剂和新方法。

技术方案

该发明是通过下述技术方案来实现的：收集食用蕈菌生产中产生的下脚料（包括菇脚、菇根、次菇、病菇）——将获得的食用菌下脚料晾干或烘干至恒重——利用高能纳米冲击磨40℃、10小时处理，加工成纳米级（249-400nm）蕈菌生物吸附剂——将纳米蕈菌生物吸附剂制成各种规格或形状的吸附剂装置——置入待处理的污水中——于室温经充分浸泡吸附可吸附去除水体中99.5%~99.9%的重金属——取出吸附剂装置、将饱和吸附的纳米蕈菌收集，放入沼气池或集中填埋。本发明中使用的食用蕈菌下脚料包括食用菌生产中产生的多种废弃物（包括菇脚、菇根、次菇、病菇），制成纳米蕈菌生物吸附剂后具有高效快速的吸附能力，能够吸附各种浓度的重金属。上述方案中所述食用蕈菌可以为人工栽培的各种食用菌；上述方案中，吸附了水体重金属的纳米蕈菌菌渣投入沼气池发酵沼气或采用化学电泳、螯合沉淀方法去除吸附的重金属离子或深层集中掩埋。

本发明的有益效果

该项水体污染的生物材料吸附治理技术，以食用蕈菌下脚料加工成纳米蕈菌生物吸附剂，充分利用纳米蕈菌吸附剂具有高吸附效率的优势，其总体可吸附清除水体中重金属99.5%~99.9%。

附图说明

附图：图1为实施案例净水装置。

具体实施方式

实施例一

本例采用平菇的下脚料制成纳米平菇（249-400nm）作为附图所示的净水装置的生物吸附剂，分别用于含有重金属铬（Cr⁶⁺）、铜（Cu²⁺）、镍（Ni²⁺）、锌（Zn²⁺）的废液的吸附治理。首先，收集平菇收获后留下的大量下脚料，清洗后晾干或烘干至恒重，利用高能纳米冲击磨加工成纳米级（249-400nm）蕈菌生物吸附剂。从进料口按照每升废水25g纳米平菇吸附剂的量加入右图所示的净水罐，处理pH=4的重金属废水，在搅拌2个小时后打开出水阀门放出废水。待废水流出后，从出料口取出过滤器上的滤渣，将滤渣放入沼气池循环利用或直接掩埋。本例中重金属的量可以通过石墨炉原子吸收法测定，吸附率则采用以下公式计算：吸附率=(起始浓度-吸附后浓度)/起始浓度×100 %。结果表明，使用平菇下脚料制作的纳米生物吸附剂分别对含铬（Cr⁶⁺）14 mg/L的金属废液具有99.5%的清除率、对含铜（Cu²⁺）12mg/L的金属废液具有99.9%的清除率、对含镍（Ni²⁺）10mg/L的金属废液具有99.6%的清除率，对含锌（Zn²⁺）10mg/L的金属废液具有99.7%的清除率；                                                

实施例二

本例采用姬菇的下脚料制成纳米姬菇作为附图中的净水装置的生物吸附剂，以每升废水中加入30g纳米姬菇（249-400nm）生物吸附剂的量处理pH=4含有重金属铅（Pb²⁺）20mg/L的废液。结果表明纳米姬菇生物吸附剂对废液中铅（Pb²⁺）的吸附率约为99.5%；

实施例三