一种粉煤灰基含铬废水吸附剂的制备及应用制造技术

本发明专利技术涉及一种粉煤灰基含铬废水吸附剂的制备及应用，属于工业废水处理技术领域。本发明专利技术通过对粉煤灰载体进行煅烧改性和氧化改性，提高载体本身的吸附能力，再利用本身具有螯合吸附能力的微生物和改性后的粉煤灰载体进行复配，两者各自发挥吸附作用的同时，相互之间还能协同促进进一步提高吸附效果，此外，本申请一改传统的酸性重金属处理方式，选用碱性条件下处理，利用碱性条件增加吸附剂的吸附效果，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种粉煤灰基含铬废水吸附剂的制备及应用
本专利技术涉及一种粉煤灰基含铬废水吸附剂的制备及应用，属于工业废水处理

技术介绍
目前，随着我国工业化发展的加速，重金属废水的污染已经成为我国水污染的严重问题之一，其中六价铬废水的污染问题尤为显著。如何低价有效的处理含铬废水，是目前研究的重点。含铬废水的处理方法按照处理过程中采用的主要环节可以分为三大类：物理法、化学法和生物法。吸附法是利用多孔性吸附剂将含铬废水中的铬吸附于表面，达到从水中分离的目的。但大部分吸附剂需要在酸性条件下使用，且吸附时间较长，吸附速率较低，吸附容量不高，粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是我国当前排量较大的工业废渣之一，它具有一定的重金属离子吸附能力，但是直接用其作为吸附剂使用，吸附时间较长，吸附速率较低，吸附容量不高。有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种粉煤灰基含铬废水吸附剂的制备及应用，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种粉煤灰基含铬废水吸附剂的制备及应用。本专利技术的一种粉煤灰基含铬废水吸附剂的制备方法，是将粉煤灰载体和白腐真菌复配后制得的；本专利技术通过向营养化的粉煤灰中富集白腐真菌，从而得到粉煤灰和微生物复配的含铬废水吸附剂；其中白腐真菌可以产生低分子有机酸、硫醇化合物及胞外聚合物，这些功能性物质螯合了铬离子后会粘附在菌体胞外聚合物层中从而达到将铬从水体中分离的目的，而且改性后的粉煤灰作为白腐真菌的载体，在后期碱性条件下粉煤灰载体中的金属盐成分会对白腐真菌产生一定刺激作用，白腐真菌会对刺激作出应激响应，产生更多的胞外功能性分泌物对铬离子进行螯合吸附固着去除，通过微生物和改性粉煤灰的协同作用提高对废水中铬离子的吸附效果。所述粉煤灰载体为预改性粉煤灰；所述预改性粉煤灰是由粉煤灰、氧化钙混合煅烧制得的。本专利技术通过高温锻烧加氧化钙改性的粉煤灰，玻璃体在高温下溶融，氧化钙粉煤均匀铺盖在粉煤灰表面镀膜，可以产生方解石、羟钙石、多钙钾石膏和霞石结构，表面粗糙不平，呈溶融蜡状，另外在粉煤灰中还产生球状结构和少量的管状晶体结构，改性后的粉煤灰经过高温活化之后一方面使粉煤灰失去结构骨架中的结晶水和结构水，减少了水膜对铬离子的吸附阻力，另一方面在高温下氧化钙会破坏粉煤灰颗粒表面的强硬外壳，使粉煤灰中的非晶状体玻璃相熔融，从而提高了活性；进一步的，所述粉煤灰载体还可以是氧化预改性粉煤灰；所述氧化预改性粉煤灰是由预改性粉煤灰和高锰酸钾溶液混合后加热氧化制得的。通过高锰酸钾氧化，将预改性粉煤灰表面大量的羟基氧化成羧基，为后续碱性条件下吸附重金属铬提供基础，有利于提高对重金属铬的吸附效果；进一步的，具体制备步骤为：（1）将粉煤灰和氧化钙按质量比为2:1混合后搅拌均匀并置于马弗炉中，加热升温至780～800℃，保温煅烧2～3h后在马弗炉中缓慢冷却，得到预改性粉煤灰；（2）按重量份数计，称取200～250份马铃薯、20～25份葡萄糖、15～20g琼脂、1000份蒸馏水混合后放入无菌容器中，加热升温至100～115℃，搅拌混合均匀后得到白腐菌富集营养物；（3）将上述白腐菌富集营养物和预改性粉煤灰按质量比为1:2混合后搅拌3～5h，得到营养化粉煤灰，将营养化粉煤灰装入发酵罐中，再向发酵罐中加入营养化粉煤灰质量5%的白腐真菌菌粉，在37℃下静置培养24h，得到粉煤灰基含铬废水吸附剂。进一步的，具体制备步骤为：（1）将粉煤灰和氧化钙按质量比为2:1混合后搅拌均匀并置于马弗炉中，加热升温至780～800℃，保温煅烧2～3h后在马弗炉中缓慢冷却，得到预改性粉煤灰；（2）将上述预改性粉煤灰和质量分数为30%的高锰酸钾溶液按质量比为1:10混合后装入反应釜中，加热升温至60～70℃，搅拌氧化处理1～2h，氧化处理结束后，得到氧化预改性粉煤灰；（3）按重量份数计，称取200～250份马铃薯、20～25份葡萄糖、15～20g琼脂、1000份蒸馏水混合后放入无菌容器中，加热升温至100～115℃，搅拌混合均匀后得到白腐菌富集营养物；（4）将上述白腐菌富集营养物和氧化预改性粉煤灰按质量比为1:2混合后搅拌3～5h，得到营养化粉煤灰，将营养化粉煤灰装入发酵罐中，再向发酵罐中加入营养化粉煤灰质量5%的白腐真菌菌粉，在37℃下静置培养24h，得到粉煤灰基含铬废水吸附剂。一种粉煤灰基含铬废水吸附剂的应用，将所述粉煤灰基含铬废水吸附剂用于处理含铬废水，具体应用方法如下：用浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液调节待处理的含铬废水pH至9～10，再向调节后的含铬废水中按投加量为1g/mL投入上述粉煤灰基含铬废水吸附剂，并曝气反应1～2h后过滤分离去除底层沉淀，再用盐酸调节上层处理后废水的pH至中性，即可完成对含铬废水的吸附处理。本专利技术的含铬废水吸附剂是在碱性条件下使用，由于氧化预改性后的粉煤灰表面含有羧基基团，羧基基团在碱性条件下表面会形成-COO(-)，其为负电性，利用其表面的负电性对正电性的铬离子产生电性吸附固着，可以提高吸附剂对铬离子的吸附效果，此外，在碱性条件下，粉煤灰载体表面会被碱进一步腐蚀改性变得粗糙，比表面积因此增大，也能提高对铬离子的吸附效果。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：（1）本专利技术的含铬废水吸附剂是在碱性条件下使用，由于氧化预改性后的粉煤灰表面含有羧基基团，羧基基团在碱性条件下表面会形成-COO(-)，其为负电性，利用其表面的负电性对正电性的铬离子产生电性吸附固着，可以提高吸附剂对铬离子的吸附效果，此外，在碱性条件下，粉煤灰载体表面会被碱进一步腐蚀改性变得粗糙，比表面积因此增大，也能提高对铬离子的吸附效果。（2）本专利技术通过高温锻烧加氧化钙改性的粉煤灰，玻璃体在高温下溶融，氧化钙粉煤均匀铺盖在粉煤灰表面镀膜，可以产生方解石、羟钙石、多钙钾石膏和霞石结构，表面粗糙不平，呈溶融蜡状，另外在粉煤灰中还产生球状结构和少量的管状晶体结构，改性后的粉煤灰经过高温活化之后一方面使粉煤灰失去结构骨架中的结晶水和结构水，减少了水膜对铬离子的吸附阻力，另一方面在高温下氧化钙会破坏粉煤灰颗粒表面的强硬外壳，使粉煤灰中的非晶状体玻璃相熔融，从而提高了活性；通过高锰酸钾氧化，将预改性粉煤灰表面大量的羟基氧化成羧基，为后续碱性条件下吸附重金属铬提供基础，有利于提高对重金属铬的吸附效果；（3）本专利技术通过向营养化的粉煤灰中富集白腐真菌，从而得到粉煤灰和微生物复配的含铬废水吸附剂；其中白腐真菌可以产生低分子有机酸、硫醇化合物及胞外聚合物，这些功能性物质螯合了铬离子后会粘附在菌体胞外聚合物层中从而达到将铬从水体中分离的目的，而且改性后的粉煤灰作为白腐真菌的载体，在后期碱性条件下粉煤灰载体中的金属盐成分会对白腐真菌产生一定刺激作用，白腐真菌会对刺激作出应激响应，产生更多的胞外功能性分泌物对铬离子进行螯合吸附固着去除，通过微生物和改性粉煤灰的协同作用提高对废水中铬离子的吸附效果。上述说明仅是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉煤灰基含铬废水吸附剂的制备方法，其特征在于：是将粉煤灰载体和白腐真菌复配后制得的；/n所述粉煤灰载体为预改性粉煤灰；/n所述预改性粉煤灰是由粉煤灰、氧化钙混合煅烧制得的。/n

【技术特征摘要】
1.一种粉煤灰基含铬废水吸附剂的制备方法，其特征在于：是将粉煤灰载体和白腐真菌复配后制得的；
所述粉煤灰载体为预改性粉煤灰；
所述预改性粉煤灰是由粉煤灰、氧化钙混合煅烧制得的。


2.根据权利要求1所述的一种粉煤灰基含铬废水吸附剂的制备方法，其特征在于：所述粉煤灰载体还可以是氧化预改性粉煤灰；
所述氧化预改性粉煤灰是由预改性粉煤灰和高锰酸钾溶液混合后加热氧化制得的。


3.根据权利要求1所述的一种粉煤灰基含铬废水吸附剂的制备方法，其特征在于：具体制备步骤为：
（1）将粉煤灰和氧化钙按质量比为2:1混合后搅拌均匀并置于马弗炉中，加热升温至780～800℃，保温煅烧2～3h后在马弗炉中缓慢冷却，得到预改性粉煤灰；
（2）按重量份数计，称取200～250份马铃薯、20～25份葡萄糖、15～20g琼脂、1000份蒸馏水混合后放入无菌容器中，加热升温至100～115℃，搅拌混合均匀后得到白腐菌富集营养物；
（3）将上述白腐菌富集营养物和预改性粉煤灰按质量比为1:2混合后搅拌3～5h，得到营养化粉煤灰，将营养化粉煤灰装入发酵罐中，再向发酵罐中加入营养化粉煤灰质量5%的白腐真菌菌粉，在37℃下静置培养24h，得到粉煤灰基含铬废水吸附剂。


4.根据权利要求2所述的一种粉煤灰基含铬废水吸附剂的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑建新，
申请(专利权)人：郑建新，
类型：发明
国别省市：贵州;52