本發(fā)明涉及重金屬廢水處理領(lǐng)域，提供了一種低濃度重金屬廢水吸附劑配方及制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，重金屬廢水已成為一個嚴(yán)重的環(huán)境問題。這些廢水通常含有低濃度的重金屬，對環(huán)境和人類健康構(gòu)成潛在威脅。傳統(tǒng)的處理方法，如化學(xué)沉淀、離子交換和膜過濾等，存在成本高、效率低和可能產(chǎn)生二次污染等問題。因此，開發(fā)一種高效、經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的重金屬廢水處理方法具有重要意義。

2、食用菌廢棄物，如平菇、金針菇和毛木耳的廢棄物，已被研究作為一種潛在的生物吸附劑。這些廢棄物通常富含多糖、蛋白質(zhì)和其他生物大分子，能夠有效吸附重金屬離子。然而，單獨(dú)使用食用菌廢棄物作為吸附劑可能存在吸附容量有限、機(jī)械強(qiáng)度低和重復(fù)使用性差等問題。

3、現(xiàn)有技術(shù)pva-sa小球的包埋劑，作為一種凝膠狀的包埋物質(zhì)，沒有很好的穩(wěn)固結(jié)構(gòu)，容易在水流的沖刷下結(jié)構(gòu)破損，反而是對水的污染源，此外，其所固定的細(xì)胞數(shù)量受pva-sa載體種類及表面積的限制，吸附載體和吸附效率也受到限制。因此，本發(fā)明增加坡縷石粉，提高吸附小球的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而達(dá)到了在吸附流動相中保持穩(wěn)定的機(jī)械性能，提高小球回收重復(fù)使用的次數(shù)的作用。此外，坡縷石粉的加入可以有效改善這pva-sa載體種類限制問題，提高孔隙率，同時提高水的可接觸性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決pva-sa載體的機(jī)械強(qiáng)度不足，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易在水流的沖刷下結(jié)構(gòu)破損，反而是對水的污染源，孔隙率不夠的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種低濃度重金屬廢水吸附劑配方，其配方按重量百分比計，主要組成為：

4、聚乙烯醇，簡稱pva占8％；

5、海藻酸鈉，簡稱sa占1％；

6、氯化鈣占2％；

7、微生物菌粉占3％；

8、坡縷石粉占2％。

9、所述的吸附劑配方，菌粉通過食用菌廢棄物吸附劑按比例混合制備得到，具體為：平菇廢棄物干粉占1?0％，金針菇廢棄物干粉占60％，毛木耳廢棄物干粉占30％。

10、本發(fā)明還提供了一種低濃度重金屬廢水吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

11、步驟a、將食用菌廢棄物吸附劑按比例混合，60℃烘干后粉碎過60目篩得到菌粉，按照菌粉與坡縷石粉3∶2的重量比例，將菌粉加入坡縷石粉中，混勻得到混合物a；

12、步驟b、制備包埋劑，其中包埋劑：

13、稱取8g的pva和1g的sa，稱取pva和sa，加入去離子水加熱攪拌溶解，冷卻至45～50℃，得到pva-sa溶液；

14、步驟c、取5g混合物a繼續(xù)混合均勻，得到混合物b；

15、步驟d、用注射器將混合物b逐滴滴入濃度為2g/100ml的氯化鈣的飽和硼酸溶液中，不斷攪拌，氯化鈣作為交聯(lián)劑，與sa中的負(fù)電荷結(jié)合，形成離子交聯(lián)，促使pva-sa溶液迅速凝膠化，形成穩(wěn)定的水凝膠顆粒結(jié)構(gòu)；

16、步驟e、靜置固定24h-36h，洗凈，烘箱中恒溫50±2℃干燥至恒重，保持顆粒水分低于12％，得到最終的低濃度重金屬廢水吸附劑，靜置固定優(yōu)選36h。

17、所述制備方法，食用菌廢棄物吸附劑按比例混合具體為：平菇廢棄物干粉占10％，金針菇廢棄物干粉占60％，毛木耳廢棄物干粉占30％。

18、因為本發(fā)明采用上述技術(shù)手段，因此具備以下有益效果：

19、1、吸附劑需要具有一定的機(jī)械強(qiáng)度以保持結(jié)構(gòu)完整，同時需要足夠的孔隙率以提供有效的吸附表面。本發(fā)明通過調(diào)整pva-sa的比例和交聯(lián)程度，以及菌粉和坡縷石粉的添加量，來平衡吸附劑的機(jī)械強(qiáng)度和孔隙率。得到具有適當(dāng)機(jī)械強(qiáng)度和足夠孔隙率的吸附劑，既保證了操作過程中的結(jié)構(gòu)完整性，又提供了有效的吸附表面積。

20、2、優(yōu)化吸附動力學(xué)：菌粉的加入，尤其是其多孔結(jié)構(gòu)，有助于重金屬離子快速擴(kuò)散到吸附劑內(nèi)部，縮短達(dá)到吸附平衡的時間。

21、3、環(huán)境友好和可重復(fù)使用：使用食用菌廢棄物作為原料，不僅降低了成本，還增加了吸附劑的環(huán)境友好性。通過交聯(lián)和凝膠化過程，吸附劑能夠多次吸附和解吸重金屬離子，保持其效能。

22、4、本發(fā)明將食用菌廢棄物粉末包裹限制在一定范圍內(nèi)，使食用菌廢棄物粉末可以被回收反復(fù)利用的方法。固定化后對微生物無毒；基質(zhì)通透性好；物化穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度高，抗微生物分解；沉淀分離性好；價格低廉，壽命長。

技術(shù)特征：

1.一種低濃度重金屬廢水吸附劑配方，其特征在于：其配方按重量百分比計，主要組成為：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低濃度重金屬廢水吸附劑配方，其特征在于，菌粉通過食用菌廢棄物吸附劑按比例混合制備得到，具體為：平菇廢棄物干粉占10％，金針菇廢棄物干粉占60％，毛木耳廢棄物干粉占30％。

3.一種低濃度重金屬廢水吸附劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低濃度重金屬廢水吸附劑的制備方法，其特征在于，食用菌廢棄物吸附劑按比例混合具體為：平菇廢棄物干粉占10％，金針菇廢棄物干粉占60％，毛木耳廢棄物干粉占30％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及重金屬廢水處理領(lǐng)域，提供了一種低濃度重金屬廢水吸附劑及其制備方法。該吸附劑以食用菌廢棄物為主要原料，輔以聚乙烯醇、海藻酸鈉等成分，通過特定的制備工藝，形成具有良好吸附性能和機(jī)械強(qiáng)度的水凝膠顆粒。這種吸附劑能有效吸附水中的低濃度重金屬離子，如銅、鎘、鉛等，具有吸附效率高、環(huán)境友好、可重復(fù)使用等特點(diǎn)。實驗結(jié)果表明，該吸附劑對5mg/L的鉛去除效率達(dá)63％，對銅和鎘的去除率分別為28.2％和24.6％，顯示出優(yōu)異的吸附性能。本發(fā)明不僅提供了一種高效的重金屬廢水處理方法，還實現(xiàn)了食用菌廢棄物的資源化利用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

技術(shù)研發(fā)人員：李霞,王鑭,邵秋瑩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4