[发明专利]一种生物吸附剂、制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于环境污染治理领域，具体涉及到一种生物吸附剂、制备方法和用途。

背景技术

目前，随着工业的发展，炼焦、炼油、石油化工、化肥农药、制造塑料、燃料燃烧过程中产生的废气、废水排入环境中，造成重金属和有机污染物的复合污染，导致生产、生活环境的日益恶劣，人们对于金属和有机物污染的治理需求迫在眉睫。

目前处理重金属或有机物废水的方法主要有：化学沉淀和活性炭吸附，离子交换和臭氧氧化，电化学处理，反渗透膜技术，蒸馏，电渗析等，这些处理方法在一定程度上取得了良好的效果，但普遍存在二次污染，同时只能单一的去除重金属或者有机污染物，并不能同时去除两种污染物。

生物吸附是一种通过生物体或其衍生物作为吸附剂对水体进行处理的手段。目前对于有机物降解的生物方法主要采用细菌降解，由于细菌对重金属敏感，因此，对于存在重金属污染和有机污染物双重污染的废水处理效果并不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种对水体中重金属离子和/或有机污染物去除率高、适用性广，选择性强，操作简单、原料成本低、可再生的生物吸附剂及其制备方法和用途。

为解决上述技术问题，本发明提供一种生物吸附剂，生物吸附剂包括磁性粒子、简青霉菌粉、海藻酸钠，海藻酸钠包覆于简青霉菌粉上，简青霉菌粉包覆于磁性粒子上。生物吸附剂中磁性粒子、简青霉菌粉、海藻酸钠的质量比为1∶5∶20。磁性粒子优选为四氧化三铁纳米粒子；四氧化三铁纳米粒子通过将Fe²⁺/Fe³⁺的混合溶液与氨水溶液在pH大于9的条件下反应得到。

本发明还提供一种生物吸附剂的制备方法，包括如下步骤，

S1：将简青霉菌粉和磁性粒子加入到海藻酸钠溶液中，搅拌得到混合液；

S2：将混合液滴加到氯化钙溶液中得到生物吸附剂。

进一步的，S2步骤还包括分离步骤，将生物吸附剂静置，过滤得到滤渣，将滤渣洗涤、干燥得到生物吸附剂纯品。混合液优选为通过蠕动泵和毛细管滴加到氯化钙溶液中。氯化钙的浓度优选为0.1～0.5mol/L。

作为本发明总的技术构思，本发明还提供了前述生物吸附剂或前述生物吸附剂的制备方法制备得到的生物吸附剂在去除水体中重金属离子和/或有机污染物的用途，包括如下步骤：将生物吸附剂加入到含有重金属离子和/或有机污染物的水体中，在pH为5，温度为35℃～40℃，转速为150rpm的条件下振荡48h，分离。

本发明的创造性在于：

本发明提供的生物吸附剂包括简青霉菌粉、磁性粒子和海藻酸钠。简青霉菌粉细胞壁表面存在吸附重金属离子的官能团，在磁性粒子存在的情况下，增强了简青霉菌粉对重金属的吸附，具有单位比表面积大，吸附效率高、操作简单等优点。海藻酸钠作为包埋载体，其分子结构中具有羧基，具有亲水性强、柔软等特性，是价格低廉，性质稳定、适宜于作为简青霉菌粉的良好包埋载体，同时海藻酸钠在重金属溶液中会生成不溶性的藻酸盐，可以进一步提高重金属的吸附效率，并且便于生物吸附剂的分离以及重金属和/或有机污染物的解析。

本发明的有益效果是：

(1)本发明提供的生物吸附剂包括简青霉菌粉、磁性粒子和海藻酸钠，三种成分相辅相成，使生物吸附剂对重金属和/或有机污染物的吸附效率更高、解析率更强，是一种优良的可再生吸附剂。当水体中的初始含镉浓度为50±0.02mg/l，用本发明的生物吸附剂在pH为5，温度为35℃～40℃的条件下处理48h后浓度降为6.125mg/l，去除率达到87.75％；当水体中初始苯酚浓度为25mg/l，用本发明的生物吸附剂在pH为5，温度为35℃～40℃的条件下处理48h后浓度降为1.322mg/l，去除率达到94.71％。过滤生物吸附剂后，用100ml，1mol/l的盐酸溶液于37℃，150rpm条件下振荡解吸24h，对镉的解吸率达到91.34％，对苯酚的解吸率达到92.13％。

(2)本发明提供的生物吸附剂，采用四氧化三铁纳米粒子作为磁性粒子，对水体中的重金属吸附效果更佳。

(3)本发明提供的生物吸附剂的制备方法，将简青霉菌粉、磁性粒子和海藻酸钠的混合溶液滴加到氯化钙溶液中，使海藻酸钠将简青霉菌粉和磁性粒子包埋起来形成包埋物，并沉淀下来，便于生物吸附剂的分离。同时前述的混合液通过蠕动泵和毛细管滴加到所述氯化钙溶液中，使形成的包埋物粒径更均匀。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。