一種重金屬處理劑的製備方法
2023-07-06 11:02:36 2
專利名稱：一種重金屬處理劑的製備方法
技術領域：
本發明涉及重金屬廢水處理領域，具體的講，涉及一種重金屬處理劑。
背景技術：
印刷線路板(PCB)製造、金屬清洗及表面處理、無機鹽生產、電鍍、標牌製作、銅溼法冶金等行業中會使用含銅的溶液或產生含銅蝕刻廢液，廢液的具體含銅量在0. 2-200克 /升，可分為酸性體系和鹼性體系。這些含銅蝕刻廢液如果不加以處理直接排放會造成很嚴重的環境汙染問題，現有對重金屬銅的常規處理方法主要包括化學沉澱法、離子交換法、 蒸發濃縮法、電解法、活性炭和矽膠吸附法和膜分離法等，但是這些方法存在去除不徹底、 費用昂貴、產生有毒汙泥或其他廢料等缺點。因此人們一直致力於研究與開發高效環保型的重金屬廢水處理技術和工藝。微生物處理法是利用細菌、真菌(酵母)、藻類等生物材料及其生命代謝活動去除廢水中的銅離子，其主要原理是利用微生物對銅離子的吸附或沉澱作用把銅離子去除，從而降低廢水中重金屬離子的濃度。城市汙泥是汙水處理過程中必然產生的沉澱物。目前，我國城市汙泥年產生量約 700萬噸乾重，根據我國城市汙水處理目標，預計到2010年汙泥產生量將超過800萬噸乾重。如何妥善處置這些數量日益龐大、高度集中的有機固體廢棄物，是城市汙水處理廠最頭痛的問題之一。在國際上，現行汙泥的處置方式主要有填埋、土地利用、焚燒等，但它們都存在各自難以克服的缺陷，並且也不能滿足當前的實際需要。例如，汙泥填埋佔地面積大，合適的填埋場地正急劇減少，並且汙泥中有害成分的滲漏會對地下水造成汙染；汙泥土地利用存在因汙泥大量使用而造成的重金屬、有機汙染物與病原體等物質汙染食物鏈與威脅人類健康的問題；而汙泥焚燒的投資成本和操作費用高，處理成本是填埋法、土地利用的好幾倍， 並且技術要求高，容易產生二噁英等二次汙染物。在我國，目前城市汙泥的主要處置方式是隨意棄置與簡單填埋，這不僅極大地浪費了汙泥中大量的有機質和氮、磷等植物養分，而且已成為水土環境的新隱患，嚴重幹擾了汙水處理廠的正常運行。缺乏穩定、環境安全與經濟有效的資源化技術是當前我國城市汙泥所面臨的實際現狀。
發明內容
本發明的目的在於提供一種去除重金屬效果好，成本低，環保的重金屬處理劑。為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案 一種重金屬處理劑的製備方法，包括如下步驟
(1)汙泥調理將城市汙泥的含固率調至2-5%，加入l-5g/L消泡劑，用酸或鹼調PH為 6. 5-8. 0，攪拌均勻後，滅菌，冷卻至30-35°C備用；
(2)搖瓶培養將嗜熱棒桿菌接種到裝有牛肉膏蛋白腖液體培養基的瓶中，進行搖瓶培養，培養條件為溫度^_32°C、轉速150-250轉/分，瓶裝液量20_40%，培養時間8_12小時；所用的嗜熱棒桿菌的拉丁學名為Corynebacterium iAer oMi^/ ，可在國內微生物保藏機構直接購得；
(3)種子罐發酵將嗜熱棒桿菌搖瓶菌液移入種子罐，接種量為1_3%，進行發酵培養，培養條件為罐溫^_32°C、罐壓0. 02-0. 06MPa、每分鐘的通氣體積量為培養基體積的 1. 0-1. 5倍、攪拌速度200-260轉/分、發酵時間8_12小時；
(4)發酵罐發酵按2-8%的接種量將嗜熱棒桿菌種子液移種到發酵罐，培養條件為罐溫^_32°C、罐壓0. 02-0. 06MPa、每分鐘的通氣體積量為培養基體積的1. 0-1. 5倍、攪拌速度180-220轉/分、發酵時間30-42小時；
(5)發酵液後處理髮酵結束後，用無機酸將發酵液pH調為4.0-4. 5，然後用高速離心法濃縮發酵液，濃縮倍數為1-5倍，濃縮液加入0. 2-2g/L防腐劑，攪拌均勻，分裝，得到重金屬處理劑液體產品。在上述製備方法中，步驟(1)中所述的消泡劑優選為泡敵、聚丙二醇、豆油或花生油。在上述製備方法中，步驟(1)中所述的酸是指磷酸、硫酸或鹽酸。在上述製備方法中，步驟(1)中所述的鹼優選為KOH、NaOH或Ca(0H)2。 在上述製備方法中，步驟(1)中所述滅菌是指在種子罐或發酵罐中經15磅壓力與 121°C下滅菌30-60分鐘。在上述製備方法中，步驟(5)中所述的無機酸優選為硫酸、鹽酸或硝酸。在上述製備方法中，步驟(5)中所述的防腐劑優選為山梨酸鉀、苯甲酸鈉、二甲苯或尼泊金甲酯。g/L是指每IL培養基液體中加入目標物的克數；
%是指每百份質量的培養基液體中接入接種物的質量份數； L/L/min是指每分鐘向1份體積的培養基中通入空氣的體積份數。本發明的技術原理是以城市汙泥所含的碳水化合物與蛋白質、磷以及微量元素為主要營養物質，在維持適宜PH、溫度與通氣量的條件下，嗜熱棒桿菌得以生長與增殖，並產生大量的代謝產物。這些代謝產物能與蝕刻廢液中的銅離子結合形成沉澱，從而降低蝕刻廢液中銅離子的含量。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果
(1)本發明不僅處置了汙泥，而且可獲得附加值較高的重金屬處理劑，從而降低了汙泥處理處置成本。為城市汙泥提供了一條嶄新資源化處置途徑，也降低了重金屬處理劑的生產成本。(2)本發明的重金屬處理劑能降低蝕刻廢液中銅離子的含量，能用於處理蝕刻廢液，應用前景廣闊。
具體實施例方式實施例1 生產重金屬處理劑 (1)城市汙泥樣品
取廣東省廣州市某汙水處理廠的濃縮汙泥，該汙泥的基本性質見表1。表1.供試汙泥基本性質
權利要求
1.一種重金屬處理劑的製備方法，其特性在於包括如下步驟(1)汙泥調理將城市汙泥的含固率調至2-5%，加入l-5g/L消泡劑，用酸或鹼調PH為 6. 5-8. 0，攪拌均勻後，滅菌，冷卻至30-35°C備用；(2)搖瓶培養將嗜熱棒桿菌接種到裝有牛肉膏蛋白腖液體培養基的瓶中，進行搖瓶培養，培養條件為溫度^_32°C、轉速150-250轉/分，瓶裝液量20_40%，培養時間8_12小時；(3)種子罐發酵將嗜熱棒桿菌搖瓶菌液移入種子罐，接種量為1_3%，進行發酵培養，培養條件為罐溫^_32°C、罐壓0. 02-0. 06MPa、每分鐘的通氣體積量為培養基體積的 1. 0-1. 5倍、攪拌速度200-260轉/分、發酵時間8_12小時；(4)發酵罐發酵按2-8%的接種量將嗜熱棒桿菌種子液移種到發酵罐，培養條件為罐溫^_32°C、罐壓0. 02-0. 06MPa、每分鐘的通氣體積量為培養基體積的1. 0-1. 5倍、攪拌速度180-220轉/分、發酵時間30-42小時；(5)發酵液後處理髮酵結束後，用無機酸將發酵液pH調為4.0-4. 5，然後用高速離心法濃縮發酵液，濃縮倍數為1-5倍，濃縮液加入0. 2-2g/L防腐劑，攪拌均勻，分裝，得到重金屬處理劑液體產品。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(1)中所述的消泡劑為泡敵、聚丙二醇、豆油或花生油。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(1)中所述的酸是指磷酸、硫酸或鹽酸。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(1)中所述的鹼是指KOH、NaOH或 Ca (OH)20
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(1)中所述滅菌是指在種子罐或發酵罐中經15磅壓力與121°C下滅菌30-60分鐘。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(5)中所述的無機酸是指硫酸、鹽酸或硝酸。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(5)中所述的防腐劑是山梨酸鉀、苯甲酸鈉、二甲苯或尼泊金甲酯。
全文摘要
本發明公開了一種重金屬處理劑的製備方法。包括汙泥調理，搖瓶培養，種子罐發酵，發酵罐發酵和發酵液後處理，得到重金屬處理劑液體產品。本發明不僅處置了汙泥，而且可獲得附加值較高的重金屬處理劑，從而降低了汙泥處理處置成本。為城市汙泥提供了一條嶄新資源化處置途徑，也降低了重金屬處理劑的生產成本。本發明的重金屬處理劑能降低蝕刻廢液中銅離子的含量，能用於處理蝕刻廢液，應用前景廣闊。
文檔編號C02F1/62GK102485660SQ20101057020
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月2日 優先權日2010年12月2日
發明者池建平 申請人:池建平