基本信息
- 项目名称：
- 非灭菌条件下利用豆腐黄水制备生物吸附剂的研究
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 印染废水及重金属废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水，本课题所研究的生物吸附剂可较好地处理这两种废水。 此生物吸附剂为直径2mm左右、大小均一、有一定机械强度的霉菌菌丝球，可在非灭菌条件下利用豆腐黄水制备，节约了灭菌所需的巨大能源、达到了以废治废的环保新理念。
- 详细介绍：
- 印染废水及重金属废水给生态环境、人类健康带来了巨大的威胁。利用生物法处理废水是近年来发展比较迅速的方法之一，能够达到令人满意的效果，但是成本较高，实际操作也较为困难。于是，我们考虑在非灭菌条件下、不添加任何营养成分、以豆腐黄水为唯一培养基制备生物吸附剂。具体做法是以灭菌的30～40%豆腐黄水培养基在自然pH、28℃、160r/min条件下摇床培养24h所得的已萌发孢子作为种子，以50ml/L的接种量接种到非灭菌条件下30～40%豆腐黄水中，调节pH为3.5～4.5，相同条件继续培养36～48h，即可得到生物吸附剂。 在非灭菌条件下利用豆腐黄水制备生物吸附剂，在简化工艺流程的基础上达到了以废治废的目的；在解决相关企业污水治理难题的同时，回收的贵重金属、处理后的废水回用还能给企业带来一定的经济效益，污水的达标排放所带来的环境效益和社会效益将是无法估量的。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1.作品设计、发明的目的和基本思路 印染废水及重金属废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水。废水随意排放给生态环境、人类健康带来了潜在的巨大威胁。由于丝状真菌成球具有吸附作用，可用于处理上述两种废水，对此，本课题通过以下三个方面进行了研究：菌种的筛选，非灭菌条件下利用豆腐黄水制备生物吸附剂，处理印染废水和重金属废水的应用研究。 2.创新点 （1）无需另加任何营养物质，利用一定浓度的豆腐黄水即可制备生物吸附剂。 （2）在非灭菌条件下即可制备生物吸附剂，节约了灭菌所需要的巨大能源。 3.重点解决的技术关键问题 （1）不另加任何营养物质，只利用豆腐黄水制备生物吸附剂。 （2）在非灭菌条件下制备符合标准的生物吸附剂。 4.主要技术指标 （1）制备生物吸附剂所用的真菌菌种经液体培养得到的菌丝球要符合吸附剂标准，即成球直径在2.0mm左右、大小均一、有一定机械强度、产量高。 （2）以豆腐黄水为唯一培养基制备生物吸附剂，吸附剂对豆腐黄水的浓度没有过高的要求，且制备的吸附剂符合预定标准。 （3）在非灭菌条件下制备生物吸附剂，要达到少染菌甚至不染菌、目的菌种成为培养基中优势菌种的目的，且制备的吸附剂符合预定标准。 （4）制备出的生物吸附剂可以用于处理印染废水和重金属废水，在废水达标排放的同时还可达到回收贵金属的目的。
科学性、先进性
- 1.作品的科学性及先进性 （1）应用生物吸附剂从废水中去除染料、重金属及回收贵金属，具有成本低、易于分离、高效简便、选择性好等优点，特别是处理传统方法不能处理的低浓度染料废水和重金属废水领域具有独特应用价值。 （2）本课题利用豆腐黄水制备生物吸附剂，成本低、可以达到以废治废的目的；可在非灭菌条件下制备，克服了微生物培养中必须灭菌的技术难题。 （3）在接种量相同的情况下，利用查氏培养基在32℃、pH6、160r/min条件下摇床培养60～72h，菌丝球产量在8.7g/L左右（湿重）；以灭菌的豆腐黄水在自然pH、28℃、160r/min摇床培养24h所得的萌发孢子为种子，以50ml/L接种量接种到非灭菌的豆腐黄水中，pH3.5～4.5，相同条件下继续培养36～48h，菌丝球产量在6.9g/L（湿重）以上。 2.主要参考文献 肖继波,胡勇有.烟曲霉生物吸附剂对活性艳红吸附性能的研究[J].工业用水与废水,2005,5(10):13-16.等。
获奖情况及鉴定结果
- 第九届“挑战杯”辽宁省大学生课外学术科技作品竞赛特等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专利权可转让，转让费面议。
作品可展示的形式
- 实物、产品，图片，样品，展板。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1.使用说明 该生物吸附剂为霉菌菌丝缠绕成的菌丝球，在溶液中为直径2mm左右的球体。使用时，过滤除水得含水率80%左右的成品，按一定比例投加到欲处理的工业废水中，处理能力依据实验数据结合实际情况适当调节操作条件后决定。 2.技术特点及优势 利用各类食品加工废水，在生物反应池中即可生产此生物吸附剂，设备要求简单、能耗低。使用生物吸附剂处理印染废水及重金属废水，用量少、吸附速度快、吸附量大、易于分离，回收的吸附剂通过焚烧或解析可回收贵金属，也可使吸附剂被重复利用。 3.适用范围 （1）处理印染废水（2）处理重金属废水（3）回收贵金属 4.推广前景、市场分析和经济效益预测 应用生物吸附剂去除废水中的染料、重金属及回收贵金属，成本低、易于分离、高效简便、选择性好，特别在处理传统方法不能处理的低浓度废水领域具有独特应用价值。在解决污水治理难题的同时，回收的贵金属、处理后的废水回用还能带来一定经济效益，污水的达标排放所带来的环境效益和社会效益是无法估量的。
同类课题研究水平概述
- 目前国内外对丝状真菌处理重金属、染料废水的研究都还停留在实验室研究阶段，并主要集中于在灭菌条件下利用化学试剂进行生物的培养和吸附染料及重金属，生产处理成本高，无法满足大规模工业化需要。尤其是处理染料废水应用到实际工程中的案例基本没有。制约丝状真菌在实际工程中应用的主要原因一是吸附剂的生产需要发酵培养，成本过高；二是非灭菌条件下反应体系的染菌问题，如果对实际工程中的反应器、培养液以及废水都进行灭菌处理并保证处理过程少染菌，显然将大大增加处理工艺的运行成本。因此，如何解决丝状真菌生物吸附剂的生产成本和非灭菌条件下生产过程中的染菌问题是该工艺能否应用到实际工程中的瓶颈。 近几年来国内外的少数科学家正致力于在开放体系下生物处理染料废水的研究工作，虽取得了一定的研究进展，但涉及到的菌种主要是白腐真菌中的黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）。国外在此领域开展的研究早于国内，国内只有清华大学高大文等研究者在开展此方面的研究，但使用的菌种即为从国外引进的黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)。试验在降解染料过程中控制杂菌污染方面取得了可喜的研究成果，但处理条件较复杂，培养基成分多。 目前，关于利用真菌生物吸附剂吸附处理重金属污染废水和染料废水的研究报道较少。在非灭菌条件下利用豆腐黄水发酵生产真菌生物吸附剂的研究未见报道。
