[发明专利]一种降低水中重金属含量的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及重金属回收处理领域，尤其涉及水基介质中重金属回收处理方法。

背景技术

    随着工业的发展和人类活动的影响，重金属污染的形势变得日益严峻。铜、锌、镉、铬、铅等重金属引起的环境污染已成为全球性问题，其中对水的污染尤为严重。目前对重金属污染的处理，广泛采用凝集沉淀法作为重金属的去除手段。该方法虽然廉价，但是产生了大量含高浓度重金属的淤泥，而这些淤泥必须在最终处理场中进行处理，处理不当还有可能对土壤造成二次污染。也可采用离子交换法进行处理，但其成本高，不适宜大规模应用，因此使用有限。

生物修复重金属污染技术作为近几年来快速兴起并且研究较多的一种方法，具有实施简便、投资少和对环境扰动小的优点。牛肝菌作为一种外生菌根真菌，其本身具有很强的积累重金属的能力。学者们开始提出利用牛肝菌对重金属的高富集能力，将适合污染区生长的牛肝菌菌丝体接种到重金属超积累植物中，利用牛肝菌与植物形成的共生系统来进行重金属污染土壤修复。但是，该方法主要用于土壤修复，无法对受污染的水基介质进行有效的修复。另外，也有一些对牛肝菌菌丝体进行离体培养，并通过其对重金属的吸附作用，去除水中的重金属。该方法需要进行较长时间的离体培养以获得足够的菌丝体，也存在操作复杂，成本高，耗时长等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种利用牛肝菌对重金属离子的吸附作用来有效降低水中重金属含量的方法，该方法操作简单，清除效率高，能有效回收重金属。

本发明目的通过下述技术方案来实现：采用牛肝菌粉末作为吸附剂，其具体步骤如下：

（1）混合：将牛肝菌粉末与含重金属的污水混合；

（2）震荡吸附：将混合物置于在震荡机上震荡吸附，

（3）过滤：将吸附后的溶液过滤。

作为优选方式，所述吸附剂的加入量范围为加入后吸附剂浓度为0.4~20 g/L。还可以根据被吸附金属的不同，选择不同种类和不同部位的牛肝菌作为吸附剂，提高吸附效果。

作为优选方式，所述震荡吸附的时间范围为5~120分钟。

作为优选方式，所述吸附剂浓度为4 g/L，震荡吸附时间为20分钟。

作为优选方式，还可以根据所需去除的金属离子的种类和初始浓度的不同，调整吸附剂的用量，以达到最佳吸附效果。

作为优选方式，还可以根据需要去除的金属离子的不同，在吸附过程中对污水的PH值进行调整，以达到最大吸附量。

作为优选方式，还可以根据需要重复所述上述步骤两次以上，直至重金属含量达标。

本发明还提供了一种用于降低水中重金属含量的装置，如图9所示，该装置具有设备简单、成本低廉、操作方便等优点，能有效降低水中重金属含量。

该装置包括一个进水管7、一个出水管8、一个上下两端带有外螺纹5的中空圆筒1，以及与所述中空圆筒1配合的上下两个圆形盖子2，所述盖子中心有一个用于与水管相连的中空突起3，上方的盖子通过突起3与进水管7相连，下方的盖子通过突起3与出水管8相连，所述盖子上还具有与外螺纹5相配合的内螺纹6，中空圆筒1与上下两个盖子2通过螺纹连接后形成空腔9，其特征在于：所述空腔9的下部装有滤网4，空腔9中填充有牛肝菌粉末作为吸附剂。使用时将含重金属的污水从进水口加入，污水由上至下流动，与吸附剂接触，重金属离子被吸附剂吸附，然后经滤膜与吸附剂分离，从出水管排出重金属含量较低的水。

作为优选方式，在进水管7上设置阀门，用于控制水流量。

作为优选方式，还可以将两个以上的上述装置进行串联，使最终从出水口排出的水中重金属离子浓度达到排放标准，实现去除重金属的目的。

本发明中吸附量和吸附率的计算方法：

Q = (C_i – C_f) V / M                                    公式1

E = (C_i – C_f) / C_i  × 100%                              公式2

Q — 单位质量牛肝菌菌粉（干重）对金属离子的吸附量（mg/g）；

E —金属离子的吸附率（%）；