本发明专利技术公开了一种生物改性秸秆吸附剂及其制备方法和应用，该方法包括：将秸秆破碎制得秸秆粉；将秸秆粉与增效剂、水混合均匀，接入用于改性的微生物菌种进行发酵；发酵完成后取出经改性的秸秆粉，干燥，即制得所述吸附剂；所述的微生物菌种为绿色木霉菌CGMCC3.5455、康宁木霉CGMCC3.2774、黑曲霉CGMCC3.4309、葡枝根霉CICC40317，康宁木霉CICC?40108。本发明专利技术以秸秆粉为碳源进行固体发酵，生产吸附剂，过程当中不产生废水、废气和废渣，生产过程节能环保。制得的附剂吸附能力强，可以用于制革废水和印染污水的处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于秸杆再利用
，尤其涉及一种生物改性秸杆吸附剂及其制备方法和应用。
技术介绍
我国农作物理论秸杆资源量为8. 2亿吨，而其中废弃或就地焚烧的秸杆高达31.31%。秸杆的资源化利用在我国有着悠久的历史，但就目前来看，高值化利用的途径较少，所占比例较低，建立高效秸杆资源化利用新技术，开发高值的秸杆新产品，是改变秸杆利用现状的趋势和发展方向。秸杆主要由木质素、纤维素和半纤维素组成，结构复杂，稳定性好，同时又具有较高的比表面积，具有优良吸附剂的开发潜力。目前已知的，如小麦秸杆可用于吸附处理金属 离子、色素等，花生壳可用于吸附处理制革废水等。但是未经处理的秸杆材料吸附性能较差，如未经处理的小麦秸杆对亚甲基蓝的吸附能力为57. 2mg/g，经羧甲基化处理后，可以提高到250mg/g ;未经处理的甘蔗渣对Cu2+的吸附能力为I. 32mg/g，经丙烯腈和盐酸羟胺处理后，可以提高到54. Omg/g;芝麻秸杆经热解和表面改性后，对水中的多环芳烃的吸附能力较未处理前也有显著提高。目前，皮革、印染、电镀等行业生产过程中产生的大量有毒有害废水可以通过吸附的方式去除，利用廉价易得、资源丰富的秸杆作为吸附剂，将是一种成本低廉、技术可行、资源环保、潜力巨大的新方法。没有处理过的秸杆吸附性能不够理想，可以利用物理方法和化学方法对秸杆进行处理，改善其吸附性能，提高其吸附能力；但是，物理方法和化学方法在秸杆吸附剂的实际生产中，会受限于改性产品的生产成本或者是生产过程的二次污染等问题，导致秸杆吸附剂的产品开发还停留在实验阶段。中国专利申请201210081057. X公开了一种利用农作物秸杆制作煤矿酸性废水吸附剂的方法，包括以下步骤:A1、将农作物秸杆进行清洗、烘干、粉碎处理，粉碎达到20-40目；A2、将粉碎后的秸杆颗粒进行碱化处理；A3、将碱化处理后的秸杆进行脱水处理；A4、脱水后的碱化秸杆与过量的环氧氯丙烷进行交联反应；A5、将交联反应生成的固体产物与三甲胺醇溶液进行季胺化反应，得到固相产物；A6、将固相产物清洗，干燥后得到吸附剂。该专利公开了一种化学改性秸杆的方法，该方法存在如上所述的成本高、易产生二次污染等问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种生物改性秸杆制备吸附剂的方法，解决了传统秸杆物理改性和化学改性成本高、会产生二次污染的问题。一种生物改性秸杆制备吸附剂的方法，包括将秸杆破碎制得秸杆粉；将秸杆粉与增效剂、水混合均匀，接入用于改性的微生物菌种进行发酵；发酵完成后取出经过生物改性的秸杆粉，干燥，即制得所述吸附剂；所述的微生物菌种为绿色木霉菌(Trichoderma viride)CGMCC3. 5455、康宁木霉(Trichoderma koningii)CGMCC3. 2774、黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC3. 4309、葡枝根霉(Rhizopus stolonife)CICC 40317,康宁木霉(Trichoderma koningii)CICC 40108。其中，CICC为中国工业微生物菌种保藏管理中心的英文缩写，CGMCC是中国普通微生物菌种保藏管理中心的英文缩写。本专利技术以秸杆为碳源，接种特定的微生物菌株，利用微生物生长过程中产生的酶，对秸杆进行降解和修饰，达到生物改性的目的。秸杆的生物改性作用主要包括三个方面一是通过微生物的侵入和降解作用，促使秸杆内部形成很多的菌丝侵入通道，增加了秸杆的比表面积；二是由于秸杆表面的蜡质、硅细胞和木质素-纤维素-半纤维素聚合物的部分降解，导致纤维素、半纤维素等高分子化合中的活性基团(如羟基等)外露；第三，微生物的复杂代谢活动，会催化秸杆表面和内部形成许多新的化学基团(如羧基等)，使得秸杆的吸附性能大幅度提闻。本专利技术所述秸杆是指成熟农作物茎叶(穗)部分的总称，尤其指小麦、水稻、玉米、 薯类、油料、棉花、甘蔗等农作物在收获籽实后的剩余部分。最好是水稻秸杆、小麦秸杆或油菜稻杆。由于各种秸杆性质和组成之间存在差异，在选择最适合的改性菌株方面有所差异，当选用水稻稻杆时，优选采用绿色木霉菌(Trichoderma viride)CGMCC3. 5455、康宁木霉(Trichoderma koningii)CGMCC3. 2774、康宁木霉(Trichoderma koningii)CICC 40108 ；当选用小麦稻杆时，优选采用黑曲霉(Aspergillus niger)CGMCC3. 4309 ;当选用油菜稻杆时，优选采用葡枝根霉(Rhizopus stolonife)CICC 40317。为了提高处理效率和便于后续使用，一般需要将秸杆破碎，破碎方法可以是铡断、粉碎和搓揉破碎等，破碎后秸杆的长度或大小可以介于lmm-20cm之间，更优选为5mm_5cm。由于秸杆主要成分是碳水化合物，以满足微生物生长的碳源需要，为提高改性效率，需要在体系中添加氮源作为增效剂，促进微生物的代谢活性。所述增效剂可以是无机氮源或有机氮源，当选用无机氮源时，添加量一般为秸杆总重量的0. I 3 %，更优选为0.5% 1.5%，当选用有机氮源时，添加量一般为秸杆总重量的1% 10%，更优选为3% 5%。所述的无机氮源优选为尿素、硫酸铵、硝酸铵和氯化铵中的至少一种；所述的有机氮源优选为麸皮、豆柏或它们的混合物。所述秸杆可以是新鲜的，也可以是经风干处理过的(便于存储)，秸杆生物改性前加入适量水以满足微生物发酵的需要，加水后发酵体系中的含水量为秸杆粉干重的100% 300%为宜。所述秸杆粉干重是指秸杆粉于105°C干燥24 h后的重量。所述接种是将含菌种孢子的固体培养物与发酵基质混合，固体培养物中孢子数量为IO8 101°个/g，固体培养物物与发酵基质的重量比例一般为I : 100 300，固体培养物的孢子培养基配方(Kg):水稻秸杆粉0. 3，麸皮0. 7，水2，pH自然；混合均匀后126°C灭菌2h。所述发酵即是对秸杆进行生物改性的过程，发酵过程的温度控制在适宜微生物生长和繁殖的范围即可，一般为20°C 35°C，优选为25°C 28°C。改性时间长短影响材料的吸附性能，如果时间过短，则易导致材料的生物修饰度不够，活性基团数量过少；时间过长，会使秸杆腐解程度过高，材料性能下降，失去使用价值，一般为5 20天，更优选为7 10天。根据需要，干燥后可以对秸杆粉进行再粉碎，以提高材料的吸附面积，粉碎后的粒径一般在20 200目之间，优选为60 120目之间，最优选为80 120目。本专利技术还提供了所述方法制备的吸附剂在印染废水或制革废水处理中的应用。具体为将吸附剂加入污水或废水中，搅拌一段时间，取出即可。与现有技术相比较，本专利技术有益效果为(I)本专利技术原料廉价易得，来源广泛，生产工艺简单，操作方便。 (2)本专利技术以秸杆粉为原料，利用固体发酵技术对其进行生物改性，吸附剂生产过程中不产生废水、废气和废渣，节能环保。(3)本专利技术吸附剂吸附性能优异，可以用于制革废水和印染污水的处理。具体实施例方式实施例I取自然风干的水稻秸杆粉碎过筛，筛孔直径为1cm。发酵基质配方秸杆粉(含水率12% )10Kg，尿素100g，水20L，接种物O. IKg ;其中，接种物为康宁木霉(Trichoderm本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物改性秸秆制备吸附剂的方法，包括：将秸秆破碎制得秸秆粉；将秸秆粉与增效剂、水混合均匀，接入用于改性的微生物菌种进行发酵；发酵完成后取出经改性的秸秆粉，干燥，即制得所述吸附剂；所述的微生物菌种为绿色木霉菌(Trichoderma？viride)CGMCC3.5455、康宁木霉(Trichoderma？koningii)CGMCC3.2774、黑曲霉(Aspergillus？niger)CGMCC3.4309、葡枝根霉(Rhizopus？stolonife)CICC？40317，康宁木霉(Trichoderma？koningii)CICC？40108。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李加友，于建兴，沈洁，陆筑凤，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：
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