[发明专利]一种工业废水中重金属的生物吸附回收方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种工业废水中重金属的生物吸附回收方法。

背景技术

传统的重金属吸附技术中采用了大量化学试剂进行沉淀和还原，但进一步产生次生物，从而造成二次污染。目前，公布了很多关于重金属汞、镉、铅、铬、砷等新的吸附剂吸附方法的报道，例如通过胺改性的单宁凝胶、螯合聚合物和树脂等，但是这些方法成本高、耗时长。因此，有必要找到一种经济环保的重金属吸附剂与制备方法。

微生物吸附法是近年发展起来的一种新技术，具有菌种来源丰富、工艺简单、成本低、速度快等优点。针对于废水中重金属汞、镉、铅、铬、砷处理这方面，微生物吸附更是发挥了它的优点。首先，微生物吸附选择性好，微生物种类繁多，针对不同的吸附条件可以选择最适宜的微生物，从而发挥出最好的吸附效果。微生物吸附适应性广，可以在各种不同复杂环境中进行操作。三者，微生物再生能力强，繁殖快，大大降低了操作的成本，而且设备简单，操作容易。对于废水中重金属汞、镉、铅、铬、砷的吸附，微生物吸附不受其浓度影响，无论是高浓度还是低浓度废液，都有良好的吸附能力。

目前，公布了很多关于重金属生物吸附剂吸附方法的报道，例如通过霉菌、废弃酿酒酵母和壳聚糖等，但是这些方法一般采用模拟重金属配水开展实验，实际上，工业废水中有许多抑制条件，如高盐度、低pH和高渗透压，都是显着的局限性，因而在实际工业废水的复杂生长环境对微生物吸附的影响研究较少。

发明内容

为了克服以上现有技术的不足，本发明提供了一种工业废水中重金属的生物吸附回收方法。本发明探究了库德毕赤酵母生物吸附剂在实际工业废水下，菌体预处理、吸附温度、菌体浓度和吸附时间方面的最佳吸附条件，达到在实际工业废水中吸附重金属的目的。

本发明采用以下技术方案：

一种工业废水中重金属的生物吸附回收方法，取含有重金属离子的工业废水与库德毕赤酵母生物吸附剂混合，通过控制吸附条件，进行震荡吸附处理，离心过滤后收集上清液，再次进行吸附处理，离心过滤，检测上清液中金属离子浓度；

所述重金属离子为铬离子、镍离子、铜离子、银离子、钼离子。

所述库德毕赤酵母生物吸附剂是将库德毕赤酵母在高酸度条件下经富集培养后，离心收集菌体，之后加入0.1mol/L NaOH溶液进行预处理，煮沸后，经离心、干燥，研磨成粉即得；

同时，使用等量的水溶液替代0.1mol/L NaOH溶液进行预处理，制备库德毕赤酵母菌体，进行工业废水的处理，作为对照组。

其中，所述工业废水中铬、镍、铜、银和钼含量在2 mg/L以下，工业废水pH＜2。

其中，所述吸附条件如下：库德毕赤酵母生物吸附剂投加量为1.0-5.0g/L，吸附时间在5-360min，吸附温度在20-30℃。

进一步地，所述吸附条件优选：库德毕赤酵母生物吸附剂投加量1.0g/L，吸附时间30min，吸附温度在20℃。

所述库德毕赤酵母生物吸附剂的制备方法如下：

（1）库德毕赤酵母的活化培养：

将库德毕赤酵母种子液以10%(v/v)接种量接种到发酵培养基中，装液量40-50mL/250mL，摇床转速为200-300r/min，23-26℃恒温培养15-18h；

（2）库德毕赤酵母的富集培养：

在发酵罐加入一半体积量的发酵液，接种量为12%(v/v)，初始搅拌转速350-500r/min，初始通气量1.0 vvm，发酵温度24.5-25.5℃，发酵过程中控制pH小于2，发酵过程溶氧维持在30%以上，最高搅拌转速设为700-850r/min，最高通气量3.0 vvm，在发酵第6h开始补料，每隔2h补料一次，补足糖浓度至2%，按照酵母粉与葡萄糖1:4-5的质量比进行氮源补料，18h结束补料，发酵18-24h；

（3）将上述培养后发酵液收集后离心，经1200-1800r/min转速条件下，离心8-15min后得到菌体；

（4）向0.1mol/L NaOH溶液中加入体积分数为10%的浓缩菌体，置于容器中加热煮沸13-18min，离心后弃去上清液，于烘箱中105℃烘干后研磨成粉。

本发明的有益效果如下：