申请日2016.01.25
公开(公告)日2016.06.15
IPC分类号C02F3/34
摘要
本发明公开了一种利用生物质-微生物协同去除废水中镉的方法，包括以下步骤：步骤一：生物质(稻草秸秆)预处理：将稻草秸秆洗涤、干燥、粉碎、过筛备用;制备白腐真菌孢子悬浮液：选取黄孢原毛平革菌制备孢子悬浮液，每毫升黄孢原毛平革菌孢子悬浮液含孢子2.0×106个;配制含镉废水：选取化学纯的CdSO4配制含镉废水，用NaOH溶液或HCl溶液调节pH值;步骤二：镉离子去除：将稻草秸秆、白腐真菌孢子悬浮液及含镉废水混合，调节温度25～35℃，进行振荡吸附1～14天，对镉初始浓度50～200mg/L的去除效率可达到80%以上。本发明具有处理效率高、处理效果好、成本低廉、环保无二次污染。
权利要求书
1.一种利用生物质-微生物协同去除废水中镉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：生物质预处理：生物质选取稻草秸秆，并将稻草秸秆洗涤、干燥、粉碎、过筛备用;制备白腐真菌孢子悬浮液：选取黄孢原毛平革菌制备孢子悬浮液;配制含镉废水：选取化学纯的CdSO4配制含镉废水，用NaOH溶液或HCl溶液调节pH值;
步骤二：镉离子去除：将稻草秸秆、白腐真菌孢子悬浮液及含镉废水混合，调节温度进行振荡吸附。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述稻草秸秆与含镉废水的质量体积比为5g～10g：1L;所述白腐真菌孢子悬浮液与含镉废水的体积比为0.005～0.01：1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：振荡吸附温度为25～35℃;振荡吸附时的摇床转速为150r/min～200r/min;振荡吸附时间为1～14天。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述含镉废水中Cd2+的初始浓度为不高于200mg/L;所述含镉废水的pH值为4～6。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于：稻草秸秆用去离子水洗涤3～5次，于60～80℃下干烘干，粉碎过筛，用于秸秆粉过筛的筛孔尺寸为10～18目。
6.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于：所述白腐真菌孢子悬浮液为黄孢原毛平革菌的孢子悬浮液，每毫升黄孢原毛平革菌孢子悬浮液含孢子2.0×106个。
说明书
利用生物质-微生物协同去除废水中镉的方法
技术领域
本发明涉及环境领域，具体涉及一种利用生物质(稻草秸秆)-微生物(黄孢原毛平革菌)协同去除废水中镉的方法。
背景技术
近年来，由于电镀、制革、染料、防腐、造纸等工业的发展，重金属的使用越来越广泛，伴随而来的是大量含重金属的污水排放到环境中，对水体造成污染，使生态系统受到破坏，因而重金属污染的治理已受到人们的广泛关注。其中镉是重金属“五毒”之一，镉会在人体的肾脏和骨骼内蓄积，引起肾功能衰竭、骨质软化等各种疾病。发生在日本富山的“骨痛病”事件就是当地铝厂将含镉废水排入水体，居民长期食用含镉大米、饮用含镉水，体内镉积累过多，引起肾功能失调、骨质中的钙被镉取代，使骨骼软化、骨折而造成的。镉还有致癌、致畸形、致突变的毒害作用。
传统的重金属废水污染治理方法多采用物理化学方法，如化学还原法、化学沉淀法、离子交换法、电解法、萃取法、活性炭吸附法、膜分离法等，这些方法虽然对去除重金属污染有一定效果，但不同程度地存在着投资大、能耗高、操作困难、易产生二次污染等缺陷。
在我国，农作物秸秆原料非常丰富，每年可达10亿吨，其中稻草秸秆占20%左右。但是大部分稻草秸秆被用作燃料或者在田间被直接烧掉，不但使土壤肥力衰减，破坏了生态平衡，而且也造成了大气污染。同时用稻草秸秆作为燃料由于其热能利用率较低，对资源也是极大的浪费。
此外，在处理重金属污染废水方面，微生物技术有着繁殖快速、反应条件温和、处理能力强等优势，受到科学家们的广泛关注。白腐真菌是一类能同时处理有机—无机污染废水的微生物。通过分泌细胞膜外蛋白质、酶、离子等物质，白腐真菌不仅能降解废水中染料、激素、农药等有机污染物，还能处理废水中的Cd、Pb、Hg、Zn等多种重金属，因此有着广泛的应用前景。
目前，国内外很多科研工作者单独利用改性稻草秸秆或微生物去除废水中的重金属镉，其中稻草秸秆改性过程较为复杂，成本亦较高，而单独利用微生物处理重金属废水存在微生物繁殖能力低、重金属去除效率较低等问题。因此，如何充分利用稻草秸秆和微生物协同去除废水中的重金属镉，成了本领域的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种能提高废水中的镉离子去除效率，实现稻草秸秆资源化利用，且成本低廉、操作简单、运行费用低、处理效果好的利用生物质-微生物协同去除废水中镉的方法。
为解决上述存在的技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种利用生物质-微生物协同去除废水中镉的方法，包括以下步骤：
步骤一：生物质预处理：生物质选取稻草秸秆，并将稻草秸秆洗涤、干燥、粉碎、过筛备用;制备白腐真菌孢子悬浮液：选取黄孢原毛平革菌制备孢子悬浮液;配制含镉废水：选取化学纯的CdSO4配制含镉废水，用NaOH溶液或HCl溶液调节pH值;
步骤二：镉离子去除：将稻草秸秆、白腐真菌孢子悬浮液及含镉废水混合，调节温度进行振荡吸附。
优选的，所述稻草秸秆与含镉废水的质量体积比为5g～10g：1L;所述白腐真菌孢子悬浮液与含镉废水的体积比为0.005～0.01：1。
优选的，振荡吸附温度为25～35℃;振荡吸附时的摇床转速为150r/min～200r/min;振荡吸附时间为1～14天。
优选的，所述含镉废水中Cd2+的初始浓度为不高于200mg/L;所述含镉废水的pH值为4～6。
优选的，稻草秸秆用去离子水洗涤3～5次，于60～80℃下干烘干，粉碎过筛，用于秸秆粉过筛的筛孔尺寸为10～18目。
优选的，所述白腐真菌孢子悬浮液为黄孢原毛平革菌的孢子悬浮液，每毫升黄孢原毛平革菌孢子悬浮液含孢子2.0×106个。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
利用稻草秸秆吸附重金属离子，不仅是综合利用秸秆资源的一种有效途径，提高了秸秆的利用价值，也有效从源头上减少了环境污染。
本发明将稻草秸秆和白腐真菌同时用于处理含镉废水，在稻草秸秆对镉的吸附作用、白腐真菌对稻草秸秆降解产物对镉的吸附作用、白腐真菌对镉的吸附作用以及次级代谢产物草酸对镉的螯合作用的协同下，有效提高了废水中镉的去除效率，同时实现了稻草秸秆的资源化利用，且此方法环保无二次污染、处理工艺简单、操作方便、投资费用和运行费用低等优点，具有很高的实际应用价值