申请日2016.04.09
公开(公告)日2016.07.13
IPC分类号C02F3/34; C02F101/34
摘要
本发明提供了一种利用平菇菌种制备生物活性炭降解污水中双酚A的方法。以核桃壳或花生壳为原料制备的颗粒活性炭加入到扩大培养的平菇菌种培养液中，摇床培养至菌浓度不变后，即制得生物活性炭，取制得的生物活性炭按质量体积比(g/L)为0.3～1.0加入到初始pH=6～9，双酚A浓度为5～20mg/L的污水中，振荡摇床培养30～90min，得到降解后的污水。本发明的方法采用的是微生物降解结合活性炭吸附工艺，克服了传统活性炭处理技术的缺点，同时制备活性炭的原料为核桃壳或花生壳，实现农作物废物二次利用，本方法成本低、无二次污染、降解效果明显。
权利要求书
1.一种利用平菇菌种制备生物活性炭降解污水中双酚A的方法，其特征在于，所述方法包括：以核桃壳或花生壳为原料制备的颗粒活性炭加入到扩大培养的平菇菌种培养液中，摇床培养至菌浓度不变后，制得生物活性炭，取制得的生物活性炭按质量体积比(g/L)为0.3～1.0加入到初始pH=6～9，双酚A浓度为5～20mg/L的污水中，25～28℃振荡摇床培养30～90min，得到降解后的污水。
2.根据权利要求1所述的颗粒活性炭制备方法，其特征在于，所述颗粒活性炭制备方法为花生壳或核桃壳洗净、干燥后，粉碎浸于1:1的化学活化剂溶液中48h，于120℃干燥48h;在充满惰性气体的碳化炉中，以1.5～2℃.min-1升至600℃，再以3～4℃.min-1升至1200℃，保持2～4h，制得颗粒活性炭。
3.根据权利要求2所述颗粒活性炭制备方法，其特征在于，所述颗粒活性炭原材料优选为核桃壳。
4.根据权利要求2或3所述颗粒活性炭制备方法，其特征在于，所述化学活性剂为ZnCl2、CuCl2、FeSO4、磷酸、碳酸钾中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的污水中双酚A降解方法，其特征在于，所述污水初始pH优选为7。
6.根据权利要求1所述的污水中双酚A降解方法，其特征在于，所述污水初始双酚A浓度优选为10～15mg/L。
7.根据权利要求1所述的污水中双酚A降解方法，其特征在于，所述生物活性炭加入量质量体积比(g/L)优选为0.5。
8.根据权利要求1所述的污水中双酚A降解方法，其特征在于，所述振荡培养时间优选为40～75min。
说明书
一种利用平菇菌种制备生物活性炭降解污水中双酚A的方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，涉及一种利用平菇菌种制备生物活性炭降解污水中双酚A的方法。
背景技术
双酚A是合成聚碳酸酯塑料，环氧树脂以及阻燃剂的重要原料，广泛存在于工业与生活污水中。双酚A也是一种环境激素，对内分泌系统具有干扰作用，双酚A的富集会导致生殖系统病变和癌症。双酚A可以通过塑料垃圾的淋溶进入土壤，还可以通过地表径流、生活污水和工业废水进入水体，在水生生态系统中迁移转化。调查表明，双酚A在市政污水及垃圾渗滤液中含量可达10mg/L以上，然而，低浓度的双酚即可对生物体内分泌系统造成影响。
传统的吸附剂(如活性炭和树脂)已被广泛应用于水中有机污染物的去除，但吸附剂的吸附只是被吸附物质在介质与介质之间的进行转移。生物活性炭技术是利用活性炭优良的吸附性能和高的比表面积以及发达的孔径结构，以活性炭为载体构建生物膜，从而形成生物活性炭对污染物进行降解，它对水体中溶解氧和有机物有极强的吸附作用。生物活性炭技术中，活性炭起到载体作用，在适当的环境条件下，通过累积和人为作用将微生物固定到活性炭上，微生物会在活性炭的表面进行生长，形成生物活性炭，可以同时运用活性炭吸附和生物降解的功能。
平菇是侧耳属食用菌，具有很强的木质素降解能力，生长在倒木或活立木的死亡部分，是典型的木腐菌，可广泛应用于作物秸秆等木质纤维素降解系统中。平菇适应性强，易于栽培，广泛分布于全球各地，尤其在美国及远东地区，是目前世界上栽培面积大，产量高的食用菌之一。适合栽培平菇的原料非常广泛，如棉籽壳、稻草、麦秆、木屑、玉米芯等。目前，食用菌已可应用液体深层发酵技术进行培育，它是在生化反应器中，采用液体培养基，通入无菌空气并加以搅拌，增加培养基中的溶氧含量，提供食用菌菌体呼吸代谢所需要的氧气，并控制适宜的外界条件，来获得大量的食用菌菌丝体或其代谢产物。基于平菇降解木质素的原理，提出了一种运用平菇菌种制备生物活性炭用于降解污水中双酚A的方法。
发明内容
本发明的目的是针对活性炭去除污水中双酚A过程中存在的可逆性，提供一种利用平菇菌种制备生物活性炭降解污水中双酚A的方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种利用平菇菌种制备生物活性炭降解污水中双酚A的方法，包括以下步骤：
(1)斜面菌种培养基活化，将活化后的菌种接种至PDA平皿，待菌丝长满平皿后，接种到液体培养基中进行扩培，即得平菇菌种培养液。
(2)花生壳或核桃壳洗净、干燥后，粉碎浸于1:1的化学活化剂溶液中48h，于120℃干燥48h;在惰性气体碳化炉中，以1.5～2℃.min-1升至600℃，再以3～4℃.min-1升至1200℃，保持2～4h，制得颗粒活性炭。
(3)将步骤(2)制备的颗粒活性炭加入到步骤(1)扩大培养的菌液中，25～28℃温度下振荡摇床培养，待菌液中微生物浓度不发生变化，此时微生物与颗粒活性炭充分混合，即制得生物活性炭。
(4)将步骤(3)制得的生物活性炭按质量体积比为0.3～1.0加入到初始pH=6～9，双酚A浓度为5～20mg/L的污水中，25～28℃振荡摇床培养30～90min，即得降解后的污水。
本发明步骤(2)中所述的化学活性剂为CuCl2、ZnCl2、FeSO4、磷酸、碳酸钾中的至少一种。
优选的，所述颗粒活性炭制备的化学活性剂为CuCl2和ZnCl2的混合溶液。
优选的，所述污水的双酚A初始浓度为10～15mg/L。
优选的，所述生物活性炭加入量按质量体积比(g/L)为0.5。
优选的，所述污水的初始pH值为7。
优选的，所述振荡培养时间为40～75min。
本发明中的双酚A检测方法采用高效液相色谱仪测定，具体参数条件：取一定量反应液，经0.45μm滤膜过滤后进行色谱分析，色谱柱为C18(4.6×150mm，5μm)，UV检测器，波长278nm，柱温35℃，流动相乙腈：水=60：40(v/v)，流速为1mL/min，进样体积20μL。
本发明的有益效果体现在：本方法采用的是微生物降解结合活性炭吸附，克服了传统活性炭处理技术中脱附的缺点，同时制备活性炭的原料为核桃壳或花生壳，实现农作物废物二次利用，本方法成本低、无二次污染、降解效果明显。