[发明专利]一种用酒糟制备的重金属吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于酿酒废弃资源利用及环保领域，特别涉及以固态白酒生产废弃的酒糟为原料，培养微生物菌体或菌丝，从而制备重金属吸附剂的工艺技术。

背景技术

随着社会生产力提高和工业技术进步，工业生产对环境的不利影响正在加剧。矿产、皮革加工、化工、五金、电镀、煤炭等传统工业规模扩大，以及电子、蓄电池、金属冶炼等新兴工业兴起，污水灌溉农田使我国及世界广大地区土壤、水体造成严重的重金属污染。重金属主要污染来自工业污染，其次是交通污染和生活垃圾污染。通过废渣、废气、废水，进入环境，并在土壤及水体富集。重金属污染对人体及动物的危害已经非常严重，造成一些地区的人口癌症多发及其他严重疾病发生。

重金属污染治理比有机污染物治理难度更大。重金属不能在环境中分解，回收难度也大。研究表明一些植物可富集重金属，然后从土壤中移走。这种技术的缺点是周期长，效率低。同时，大量研究及现象显示，土壤中多数重金属可以以一定形态溶解在水体中。在工程上可以通过淋洗工艺将重金属从土壤中转移到水体，以便于用沉淀、吸附等效率较高的手段加以移除。高效而廉价的重金属吸附剂是从水体消除重金属成分的关键手段之一。

现有的重金属吸附剂包括无机及有机类型。有机吸附剂包括甲壳质、木质纤维素、单宁酸废弃物，以及微生物（真菌、藻类、细菌等）菌体等。根据研究，微生物菌体的吸附机理包括活细胞的胞内吸收、胞外多糖的富集/沉淀、胞外吸附/沉淀、胞内吸附/转化等等。另外，重金属吸附剂的实用化还需要合适的颗粒大小、机械强度、硬度，以便于反复再生循环使用和工艺操作。许多物质可以用于细胞固定化,例如,海藻酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚胺酯、硅藻土等。但是这些制剂的添加及工艺导致吸附剂的生产成本上升。

固态白酒的酒糟是出窖酒醅蒸馏后废弃的残留物。目前全国白酒产量在600-800万吨。据统计，固态法生产1吨白酒约产生l0吨废糟及大量废液。这些酒糟及废液如果不能良好管理和回收利用，将对环境造成严重污染。比较而言，酒糟用于畜禽饲料添加剂是利用酒糟中的营养成分，但其中含有大量谷壳，直接利用不利于其营养作用及适口性。

发明内容

鉴于现有技术的不足，为了加强白酒生产行业废弃物的有效利用，减少潜在的环境污染源，本发明的目的在于提供一种用酒糟制备的重金属吸附剂及其制备方法。该吸附剂用于日益广泛存在的重金属环境污染的治理，具有效率高、成本低、使用简便，无二次污染的优点。

为了实现本发明的目的，发明人通过大量试验研究，最终获得了如下技术方案：

一种重金属吸附剂，以包含固态白酒酒糟的混合物为原料经微生物培养后制备而成。

本发明上述的重金属吸附剂，其中所述的固态白酒酒糟是将谷物原料在固态或半固态发酵酿酒后产生的固态废弃原料。

本发明上述的重金属吸附剂，其中所述的谷物原料包括谷壳、玉米、稻谷、高粱和小麦等等。

优选地，上述的重金属吸附剂，其中所述的微生物包括如下的至少一种：霉菌、酵母、细菌。如：青霉、镰刀菌、酿酒酵母。

进一步优选地，上述的重金属吸附剂，其中所述的原料中除所含水分外，固态白酒酒糟的用量百分比为1%-100%（w/w）。

再进一步优选地，上述的重金属吸附剂，其中所述的原料除含有固态白酒酒糟外，还含有如下的至少一种：其他碳源、其他氮源、无机盐。

本发明的另一个目的在于提供一种用酒糟制备重金属吸附剂的方法，该方法是将包含固态白酒酒糟的混合物作为原料，调pH=5-6.5，灭菌后接入微生物，在有氧或无氧条件下培养，干燥，得金属吸附剂。

本发明上述采用酒糟制备重金属吸附剂的方法，其中所述的原料的含水量为40-90%。

本发明上述用酒糟制备重金属吸附剂的方法，其中所述的微生物包括如下的至少一种：霉菌、酵母、细菌。

本发明上述用酒糟制备重金属吸附剂的方法，其中所述的原料中除所含水分外，固态白酒酒糟的用量百分比为1%-100%（w/w）。

经研究发现，很多种类的微生物具有特异性吸附重金属成分的特点，采用酒糟为基本原料经微生物培养后制备成吸附剂，吸附剂经过使用后，可以经过洗脱再生后多次反复使用。失效后收集起来，可以作为燃料焚烧。不会导致二次污染。

酒糟中含有10%以上谷壳，以及其它纤维固态物质，利于有氧培养的良好的疏松材料。另外，酒糟中的谷壳及纤维成分是吸附重金属的有效成分。这些成分在微生物菌体或菌丝培养和吸附剂使用中也同时发挥作用。谷壳及纤维成分在吸附剂中是作为吸附活性成分的载体或者支撑物，也便于制剂的制备。