[0004] 针对当前生物吸附剂对污水中重金属吸附种类少、难以适应当前重金属组成复杂的污水处理的问题，本发明提供了能适用于多种金属吸附、吸附效率高的一种重金属生物吸附剂。
[0005] 本发明的另一目的是提供该重金属生物吸附剂的制备方法。
[0006] 本发明是通过以下技术实现的：
[0007] 一种重金属生物吸附剂，所述重金属生物吸附剂包括如下重量配比的原料：改性植物废弃物粉末30～50份、藻类粉末20～30份、海藻酸钠10～20份、明胶10～20份、粘合剂3～5份、有机溶剂3～5份、水800～1000份。
[0008] 优选地，所述藻类粉末的制备方法为：称取藻类原料，经1wt%～3wt%盐酸溶液浸渍12～24小时后，水洗至中性、烘干并粉碎至30～50目，即得藻类粉末。
[0009] 优选地，所述藻类原料为海带、紫菜、裙带菜、马尾藻、衣藻和水绵中的一种，或它们的混合物；所述粘合剂为聚氨酯、聚苯乙烯和聚丙烯酸酯中的一种，或它们的混合物；所述有机溶剂为乙醇、石油醚、丙酮和异丙醇中的一种，或它们的混合物。
[0010] 本发明的解决方案是基于生物吸附剂对重金属吸附机理的认识与改进，作用对象为污水中的铅、镍、铬、铜、锌、镉、汞等重金属。在本发明中，发明人筛选富含胺基、羟基的藻类粉末、海藻酸钠、明胶作为重金属生物吸附剂主要成分之一，其中海藻酸钠不仅起到吸附重金属的作用，对于本发明所制备的重金属生物吸附剂固定化也起到重要的作用。
[0011] 优选地，所述重金属生物吸附剂为微球状，其粒径为1～3mm。
[0012] 一种重金属生物吸附剂的制备方法，所述重金属生物吸附剂的制备方法为：
[0013] 1）按重量配比称取并混合海藻酸钠、明胶、粘合剂、有机溶剂和水，于30～40℃温度下搅拌30～60分钟，得到胶状液；
[0014] 2）称取改性植物废弃物粉末和藻类粉末并加入胶状液中，搅拌60～90分钟后，得到混合液；
[0015] 3）将混合液滴入30～50g/L的氯化钙溶液完成固化，混合液与氯化钙溶液的体积为1：10～20，过滤、收集微球状固体，以水冲洗，即得重金属生物吸附剂粗品；
[0016] 4）将重金属生物吸附剂粗品转入100～120℃中静置6～8小时，完成干燥，即得重金属生物吸附剂。
[0017] 本发明在重金属生物吸附剂原料组成中添加了有机溶剂与粘合剂，在100～120℃温度随溶剂的蒸发与粘合剂的固结，可得到结构稳定、膨松孔隙结构的微球状重金属生物吸附剂。膨松孔隙结构有利于提高该吸附剂的孔隙率，增大吸附剂对污水的重金属的接触面积，提高吸附效果以及重金属的存储。此外，稳定的结构亦有利于吸附剂所吸附重金属的洗脱与回收，也有利于吸附剂的再使用。
[0018] 优选地，所述改性植物废弃物粉末制备步骤如下：
[0019] a）称取植物废弃物进行干燥、切碎、磨粉得到30～50目废弃物粉末，将废弃物粉末浸入5～20g/L的氢氧化钠溶液中，废弃物粉末与氢氧化钠溶液的料液比为1g：20～30mL，于50～70℃温度下反应30～60分钟后，过滤并经水冲洗至中性，烘干后得到改性原料粉末；
[0020] b）将改性原料粉末于室温条件下浸入整理液中，改性原料粉末与整理液的料液比为1g：10～20mL，浸渍时间为10～30分钟，浸渍完毕，过滤并于180～200℃下焙烘2～5分钟，焙烘完毕，以水冲洗至中性，烘干后即得改性植物废弃物粉末。
[0021] 优选地，所述植物废弃物为松树皮、稻草、麦秆或甘蔗渣。
[0022] 优选地，所述整理液由如下重量配比的原料混合而成：羧酸10～30份、催化剂10～30份、水800～1000份。
[0023] 优选地，所述羧酸为丁二酸、2-羟基丁二酸、2,3-二羟基丁二酸、2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸和乙二胺四乙酸中的一种，或它们的混合物。
[0024] 优选地，所述催化剂为次亚磷酸钠、次磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸二氢钠、柠檬酸钠、磷酸三钠和磷酸氢二钠中的一种，或它们的混合物。
[0025] 本发明所选择使用的另一重要原料为源于松树皮、稻草、麦秆或甘蔗渣的纤维素材料。这几类纤维素材料多为廉价废弃物。从结构上来看，纤维素材料能对重金属起吸附作用的基团为羟基，羟基在水溶液中的电离程度较低，对重金属的吸附能力较弱，对所吸附的重金属也难以做到有效得固着。在本发明中，发明人通过接枝改性对纤维素材料接枝引入羧基及胺基，羧基或胺基的电离程度较高，对重金属的亲和力以及与重金属形成络合结构的趋势强于羟基，这为实现对重金属较为稳定的吸附提供条件。
[0026] 对于吸附至生物吸附剂上重金属的再利用，可采用1wt%～2wt%盐酸溶液、1wt%～2wt%硫酸溶液或2wt%～3wt%磷酸溶液对生物吸附剂上重金属进行解吸附，使之洗脱，实现其回收再利用。
[0027] 对本发明所制备的重金属生物吸附剂的吸附能力进行测试得知，每克重金属生物吸附剂可吸附铅71.6mg、镍61.9mg、铬81.7mg、铜68.5mg、锌31.6mg、镉45.2mg、汞36.7mg，由以上数据可知，本发明所制备的重金属生物吸附剂对重金属具有较高的吸附容量。利用2wt%盐酸溶液对吸附在生物吸附剂的重金属进行洗脱，结果显示，重金属的洗脱率为铅
98.5%、镍95.1%、铬95.0%、铜99.1%、锌99.5%、镉97.1%、汞96.3%。
[0028] 本发明公开的一种重金属生物吸附剂及其制备方法，其有益效果在于：
[0029] （1）本发明主要成份来源于植物废弃物，来源丰富，价格低廉，经改性后对污水中的重金属吸附力强且稳定；
[0030] （2）所制备的重金属生物吸附剂具有广泛的适用性，对污水中的铅、镍、铬、铜、锌、镉、汞等重金属均有显著的吸附效果，吸附容量达31.6mg/g以上，且强酸性溶液对其洗脱率达95%以上；
[0031] （3） 本发明重金属生物吸附剂制备方法简单，条件温和，易操作，可进行工业推广与生产。
