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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
非滅菌條件下利用豆腐黃水制備生物吸附劑的研究
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
印染廢水及重金屬?gòu)U水是對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重和對(duì)人類(lèi)危害最大的工業(yè)廢水，本課題所研究的生物吸附劑可較好地處理這兩種廢水。 此生物吸附劑為直徑2mm左右、大小均一、有一定機(jī)械強(qiáng)度的霉菌菌絲球，可在非滅菌條件下利用豆腐黃水制備，節(jié)約了滅菌所需的巨大能源、達(dá)到了以廢治廢的環(huán)保新理念。
詳細(xì)介紹：
印染廢水及重金屬?gòu)U水給生態(tài)環(huán)境、人類(lèi)健康帶來(lái)了巨大的威脅。利用生物法處理廢水是近年來(lái)發(fā)展比較迅速的方法之一，能夠達(dá)到令人滿(mǎn)意的效果，但是成本較高，實(shí)際操作也較為困難。于是，我們考慮在非滅菌條件下、不添加任何營(yíng)養(yǎng)成分、以豆腐黃水為唯一培養(yǎng)基制備生物吸附劑。具體做法是以滅菌的30～40%豆腐黃水培養(yǎng)基在自然pH、28℃、160r/min條件下?lián)u床培養(yǎng)24h所得的已萌發(fā)孢子作為種子，以50ml/L的接種量接種到非滅菌條件下30～40%豆腐黃水中，調(diào)節(jié)pH為3.5～4.5，相同條件繼續(xù)培養(yǎng)36～48h，即可得到生物吸附劑。 在非滅菌條件下利用豆腐黃水制備生物吸附劑，在簡(jiǎn)化工藝流程的基礎(chǔ)上達(dá)到了以廢治廢的目的；在解決相關(guān)企業(yè)污水治理難題的同時(shí)，回收的貴重金屬、處理后的廢水回用還能給企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益，污水的達(dá)標(biāo)排放所帶來(lái)的環(huán)境效益和社會(huì)效益將是無(wú)法估量的。

作品圖片

  • 非滅菌條件下利用豆腐黃水制備生物吸附劑的研究
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作品專(zhuān)業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

1.作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路 印染廢水及重金屬?gòu)U水是對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重和對(duì)人類(lèi)危害最大的工業(yè)廢水。廢水隨意排放給生態(tài)環(huán)境、人類(lèi)健康帶來(lái)了潛在的巨大威脅。由于絲狀真菌成球具有吸附作用，可用于處理上述兩種廢水，對(duì)此，本課題通過(guò)以下三個(gè)方面進(jìn)行了研究：菌種的篩選，非滅菌條件下利用豆腐黃水制備生物吸附劑，處理印染廢水和重金屬?gòu)U水的應(yīng)用研究。 2.創(chuàng)新點(diǎn) （1）無(wú)需另加任何營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，利用一定濃度的豆腐黃水即可制備生物吸附劑。 （2）在非滅菌條件下即可制備生物吸附劑，節(jié)約了滅菌所需要的巨大能源。 3.重點(diǎn)解決的技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題 （1）不另加任何營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，只利用豆腐黃水制備生物吸附劑。 （2）在非滅菌條件下制備符合標(biāo)準(zhǔn)的生物吸附劑。 4.主要技術(shù)指標(biāo) （1）制備生物吸附劑所用的真菌菌種經(jīng)液體培養(yǎng)得到的菌絲球要符合吸附劑標(biāo)準(zhǔn)，即成球直徑在2.0mm左右、大小均一、有一定機(jī)械強(qiáng)度、產(chǎn)量高。 （2）以豆腐黃水為唯一培養(yǎng)基制備生物吸附劑，吸附劑對(duì)豆腐黃水的濃度沒(méi)有過(guò)高的要求，且制備的吸附劑符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。 （3）在非滅菌條件下制備生物吸附劑，要達(dá)到少染菌甚至不染菌、目的菌種成為培養(yǎng)基中優(yōu)勢(shì)菌種的目的，且制備的吸附劑符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。 （4）制備出的生物吸附劑可以用于處理印染廢水和重金屬?gòu)U水，在廢水達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)還可達(dá)到回收貴金屬的目的。

科學(xué)性、先進(jìn)性

1.作品的科學(xué)性及先進(jìn)性 （1）應(yīng)用生物吸附劑從廢水中去除染料、重金屬及回收貴金屬，具有成本低、易于分離、高效簡(jiǎn)便、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，特別是處理傳統(tǒng)方法不能處理的低濃度染料廢水和重金屬?gòu)U水領(lǐng)域具有獨(dú)特應(yīng)用價(jià)值。 （2）本課題利用豆腐黃水制備生物吸附劑，成本低、可以達(dá)到以廢治廢的目的；可在非滅菌條件下制備，克服了微生物培養(yǎng)中必須滅菌的技術(shù)難題。 （3）在接種量相同的情況下，利用查氏培養(yǎng)基在32℃、pH6、160r/min條件下?lián)u床培養(yǎng)60～72h，菌絲球產(chǎn)量在8.7g/L左右（濕重）；以滅菌的豆腐黃水在自然pH、28℃、160r/min搖床培養(yǎng)24h所得的萌發(fā)孢子為種子，以50ml/L接種量接種到非滅菌的豆腐黃水中，pH3.5～4.5，相同條件下繼續(xù)培養(yǎng)36～48h，菌絲球產(chǎn)量在6.9g/L（濕重）以上。 2.主要參考文獻(xiàn) 肖繼波,胡勇有.煙曲霉生物吸附劑對(duì)活性艷紅吸附性能的研究[J].工業(yè)用水與廢水,2005,5(10):13-16.等。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

第九屆“挑戰(zhàn)杯”遼寧省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

專(zhuān)利權(quán)可轉(zhuǎn)讓?zhuān)D(zhuǎn)讓費(fèi)面議。

作品可展示的形式

實(shí)物、產(chǎn)品，圖片，樣品，展板。

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

1.使用說(shuō)明 該生物吸附劑為霉菌菌絲纏繞成的菌絲球，在溶液中為直徑2mm左右的球體。使用時(shí)，過(guò)濾除水得含水率80%左右的成品，按一定比例投加到欲處理的工業(yè)廢水中，處理能力依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)節(jié)操作條件后決定。 2.技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì) 利用各類(lèi)食品加工廢水，在生物反應(yīng)池中即可生產(chǎn)此生物吸附劑，設(shè)備要求簡(jiǎn)單、能耗低。使用生物吸附劑處理印染廢水及重金屬?gòu)U水，用量少、吸附速度快、吸附量大、易于分離，回收的吸附劑通過(guò)焚燒或解析可回收貴金屬，也可使吸附劑被重復(fù)利用。 3.適用范圍 （1）處理印染廢水（2）處理重金屬?gòu)U水（3）回收貴金屬 4.推廣前景、市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè) 應(yīng)用生物吸附劑去除廢水中的染料、重金屬及回收貴金屬，成本低、易于分離、高效簡(jiǎn)便、選擇性好，特別在處理傳統(tǒng)方法不能處理的低濃度廢水領(lǐng)域具有獨(dú)特應(yīng)用價(jià)值。在解決污水治理難題的同時(shí)，回收的貴金屬、處理后的廢水回用還能帶來(lái)一定經(jīng)濟(jì)效益，污水的達(dá)標(biāo)排放所帶來(lái)的環(huán)境效益和社會(huì)效益是無(wú)法估量的。

同類(lèi)課題研究水平概述

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)絲狀真菌處理重金屬、染料廢水的研究都還停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，并主要集中于在滅菌條件下利用化學(xué)試劑進(jìn)行生物的培養(yǎng)和吸附染料及重金屬，生產(chǎn)處理成本高，無(wú)法滿(mǎn)足大規(guī)模工業(yè)化需要。尤其是處理染料廢水應(yīng)用到實(shí)際工程中的案例基本沒(méi)有。制約絲狀真菌在實(shí)際工程中應(yīng)用的主要原因一是吸附劑的生產(chǎn)需要發(fā)酵培養(yǎng)，成本過(guò)高；二是非滅菌條件下反應(yīng)體系的染菌問(wèn)題，如果對(duì)實(shí)際工程中的反應(yīng)器、培養(yǎng)液以及廢水都進(jìn)行滅菌處理并保證處理過(guò)程少染菌，顯然將大大增加處理工藝的運(yùn)行成本。因此，如何解決絲狀真菌生物吸附劑的生產(chǎn)成本和非滅菌條件下生產(chǎn)過(guò)程中的染菌問(wèn)題是該工藝能否應(yīng)用到實(shí)際工程中的瓶頸。 近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外的少數(shù)科學(xué)家正致力于在開(kāi)放體系下生物處理染料廢水的研究工作，雖取得了一定的研究進(jìn)展，但涉及到的菌種主要是白腐真菌中的黃孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）。國(guó)外在此領(lǐng)域開(kāi)展的研究早于國(guó)內(nèi)，國(guó)內(nèi)只有清華大學(xué)高大文等研究者在開(kāi)展此方面的研究，但使用的菌種即為從國(guó)外引進(jìn)的黃孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)。試驗(yàn)在降解染料過(guò)程中控制雜菌污染方面取得了可喜的研究成果，但處理?xiàng)l件較復(fù)雜，培養(yǎng)基成分多。 目前，關(guān)于利用真菌生物吸附劑吸附處理重金屬污染廢水和染料廢水的研究報(bào)道較少。在非滅菌條件下利用豆腐黃水發(fā)酵生產(chǎn)真菌生物吸附劑的研究未見(jiàn)報(bào)道。
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