一種芽孢桿菌及其去除選礦廢水中重金屬離子的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種芽孢桿菌，菌種名稱(chēng)為Bacillus Biometek-T3，保藏單位為：中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，地址為：中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏日為：2013年1月10日，保藏登記號(hào)為：CGMCC No.7117。該菌可以高效吸附選礦廢水中所含重金屬。
CGMCC No7117
20130110
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種芽孢桿菌及其去除選礦廢水中重金屬離子的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微生物【技術(shù)領(lǐng)域】。特別是涉及一種芽孢桿菌（Bacillus Biomet ek-T3)、其培養(yǎng)方法以及利用該菌處理選礦廢水中的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 2010年環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)有色金屬礦山采選工藝重金屬排放量占重金 屬排放總量的41. 6%。多金屬礦山選礦廢水排放量約占有色金屬選礦廢水30%。以鉛鋅硫 化礦為例，處理每噸礦石需耗水4-10m3。常規(guī)的鉛鋅硫化礦浮選分離過(guò)程中，首先添加硫酸 鋅抑制閃鋅礦，再加入乙硫氮等捕收劑優(yōu)先浮選方鉛礦。選鉛尾礦分別添加硫酸銅和黃藥 等藥劑活化捕收閃鋅礦。由于優(yōu)先浮選兩階段藥劑制度不同，選鋅廢水中含有鋅、銅、鉛等 重金屬，若不加處理直接回用，會(huì)嚴(yán)重影響選礦指標(biāo)，而外排則對(duì)環(huán)境影響嚴(yán)重。高效快速 的去除選礦廢水中的重金屬離子將有助于實(shí)現(xiàn)選礦廢水的廠(chǎng)前回用，節(jié)能減排。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一株高效的芽孢桿菌（Bacillus Biometek_T3)，該菌 種可高效的吸附銅、鉛、鋅等重金屬離子。
[0004] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種可以富集、分離培養(yǎng)該細(xì)菌的培養(yǎng)基。
[0005] 本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種利用該菌處理選礦廢水的方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種芽孢桿菌（Bacillus sp.)，該菌種保藏單位為：中國(guó)微生物菌種保藏管理委 員會(huì)普通微生物中心，地址為：北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究 所，保藏日為：2013年1月10日，保藏登記號(hào)為：CGMCC No. 7117。
[0008] -種用于富集、分離培養(yǎng)如上所述芽孢桿菌的固體培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基的配方為：2 重量份酵母粉、2重量份可溶性淀粉、1重量份葡萄糖、0. 5重量份ZnCl2、0. 3重量份CuCl2、 15重量份瓊脂糖和1000重量份蒸餾水，pH為7. 0。
[0009] -種用于富集、分離培養(yǎng)如上所述芽孢桿菌的液體培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基的配方為：2 重量份酵母粉、2重量份可溶性淀粉、1重量份葡萄糖、0. 5重量份ZnCl2、0. 3重量份CuCl2和 1000重量份蒸餾水，pH為7. 0。
[0010] 如上所述芽孢桿菌的富集、分離培養(yǎng)方法，將含所述芽孢桿菌菌種接種入如所述 的液體培養(yǎng)基中，在30-40°C的培養(yǎng)溫度下，搖床培養(yǎng)3?5天。
[0011] 如上所述的方法，優(yōu)選地，所述芽孢桿菌菌種為含有菌濃度為〇D600=0. 6的所述 的液體培養(yǎng)基，其與空白液體培養(yǎng)基的體積比為1:19。
[0012] 如上所述芽孢桿菌去除選礦廢水中重金屬離子的方法，其包括，將所述芽孢桿菌 的菌種，接種至臭氧氧化-填料生物膜反應(yīng)器內(nèi)，接種量為每立方米接種3L液體培養(yǎng)基，培 養(yǎng)基中菌種濃度為1〇8?109cfu/ml，隨后采用生物膜接觸氧化法處理選礦廢水。
[0013] 如上所述的方法，優(yōu)選地，所述臭氧氧化-填料生物膜反應(yīng)器的臭氧曝氣量為 50?300ml/min，處理時(shí)間為0. 5?1小時(shí)。
[0014] 如上所述的方法，優(yōu)選地，所述臭氧氧化-填料生物膜反應(yīng)器的填料為活性炭。
[0015] 本發(fā)明使用的酵母粉可以是市售的各種酵母粉。
[0016] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0017] 本發(fā)明提供了一種菌株Bacillus Biometek_T3,該菌可高效吸附浮選廢水中所含 重金屬離子，從而有利于實(shí)現(xiàn)浮選廢水的處理回用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明菌種的掃描電鏡照片。
[0019] 圖2為本發(fā)明菌種在不同生長(zhǎng)溫度下的培養(yǎng)結(jié)果。
[0020] 圖3本發(fā)明菌種對(duì)三種重金屬的吸附結(jié)果。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明所涉及的芽孢桿菌已進(jìn)行保藏，菌種名稱(chēng)Bacillus Biometek_T3,保藏單 位為：中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，地址為：中國(guó)科學(xué)院微生物研究 所，保藏日為：2013年1月10日，保藏登記號(hào)為：CGMCC No. 7117。
[0022] 以下結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0023] 實(shí)施例1本發(fā)明芽孢桿菌的獲取及鑒定
[0024] 本發(fā)明所述芽孢桿菌的培養(yǎng)方法如下：
[0025] ( 1)配制富集培養(yǎng)芽孢桿菌的液體培養(yǎng)基：稱(chēng)取2g酵母粉，2g可溶性淀粉，lg葡 萄糖加入l〇〇〇ml蒸饋水中，用Imol/LNaOH水溶液調(diào)pH至7. 0,隨后加入500mgZnCl2、300mg CuCl2,121°C下滅菌25分鐘；
[0026] 配制富集培養(yǎng)芽孢桿菌的固體培養(yǎng)基：稱(chēng)取2g酵母粉，2g可溶性淀粉，lg葡萄 糖加入1000ml蒸饋水中，用Imol/LNaOH水溶液調(diào)pH至7. 0,隨后加入500mgZnCl2、300mg CuCl2,15g瓊脂糖，121°C下滅菌25分鐘后倒平板；
[0027] (2)向100mL采集自廣西車(chē)河選礦廠(chǎng)浮選廢水水樣中加入0. 3g酵母粉，在30°C， 150rpm震蕩培養(yǎng)1周，利用顯微鏡檢測(cè)判斷細(xì)菌生長(zhǎng)情況；
[0028] (3)測(cè)量細(xì)菌培養(yǎng)液在60011111處的吸光值，得到的00600的數(shù)值如果在0.6-0.8之 間，即可進(jìn)行下一步操作；
[0029] (4)采用膜過(guò)濾將上述培養(yǎng)液中的細(xì)菌過(guò)濾，并將細(xì)菌用20mL無(wú)菌水洗下。以5 體積％的接種量分別接種于多個(gè)步驟（1)制備的液體培養(yǎng)基中，30°C度進(jìn)行培養(yǎng)，并設(shè)置不 接種對(duì)照即空白對(duì)照（CK)。lOOrpm培養(yǎng)兩周后觀察細(xì)菌生長(zhǎng)情況。將液體培養(yǎng)基梯度稀 釋?zhuān)↘T 1，10_2,10_3,10_4,10_5)，分別取100 ii L稀釋液涂固體培養(yǎng)基制備的平板，45°C培養(yǎng)三 天。挑取單菌落后，轉(zhuǎn)入新的固體培養(yǎng)基，利用平板劃線(xiàn)分離法進(jìn)行分離培養(yǎng)，直至獲得單 菌落。
[0030] 用掃描電鏡觀察菌體形態(tài)，菌體形態(tài)如圖1所示。
[0031] 通過(guò)溫度梯度搖床培養(yǎng)，其生長(zhǎng)溫度區(qū)間如圖2所示。
[0032] 用16S rDNA克隆文庫(kù)技術(shù)分析鑒定菌種。將lmL菌液(單菌落利用液體培養(yǎng)基培 養(yǎng)至0D600=0. 6后所得菌液）離心得到菌泥，提取總DNA，利用PCR技術(shù)以原核生物通用引 物530f和1490r擴(kuò)增16S rDNA片段。PCR產(chǎn)物純化后與Promega的T-easy載體連接，轉(zhuǎn) 化大腸桿菌DH5 a。挑取的白色菌落通過(guò)菌落PCR確定陽(yáng)性菌落，經(jīng)內(nèi)切酶酶切分型，對(duì)4 個(gè)克隆測(cè)序。所得序列經(jīng)Blast比較表明，該菌株系Bacillus屬細(xì)菌。
[0033] 實(shí)施例2本發(fā)明芽孢桿菌的富集、分離培養(yǎng)
[0034] (1)制備液體培養(yǎng)基：
[0035] 稱(chēng)取2g酵母粉，2g可溶性淀粉，lg葡萄糖加入1000ml蒸饋水中，用Imol/LNaOH 水溶液調(diào)pH至7. 0,隨后加入500mg ZnCl2、300mg CuCl2,121°C下滅菌25分鐘。
[0036] (2)將實(shí)施例1純化的芽孢桿菌菌種接種入液體培養(yǎng)基中，在25_35°C的培養(yǎng)溫度 下，搖床培養(yǎng)，3-5天，獲得芽孢桿菌，通過(guò)離心機(jī)離心收集獲得芽孢桿菌。
[0037] 實(shí)施例3本發(fā)明芽孢桿菌對(duì)重金屬的吸附能力
[0038] 用兩個(gè)300mL燒瓶分別裝入150mL含氯化銅、氯化鉛和氯化鋅的模擬浮選重金屬 廢水，其中含銅離子40mg/L，鉛離子40mg/L和鋅離子40mg/L，其中一個(gè)燒瓶中放入10mg活 性炭，另一燒瓶中放入l〇mg活性炭+3mg Biometek-T3離心菌泥(采用實(shí)施例2的方法培養(yǎng) 至0D600大于0. 6后，采用離心的方法收集的菌泥)。搖床培養(yǎng)15min。測(cè)試重金屬吸附容 量，利用離子色譜法測(cè)試投入菌泥前和投入菌泥后，重金屬濃度變化，濃度之差即為重金屬 吸附量。結(jié)果如圖3所示，與空白對(duì)比，銅離子的吸附容量提高1. 85倍，鉛離子吸附容量提 高0. 51倍，鋅離子吸附容量提高2. 73倍。證明本發(fā)明菌種確實(shí)具有高效吸附三種重金屬 離子的能力。
[0039] 實(shí)施例4
[0040] 將實(shí)施例2富集培養(yǎng)的Biometek_T3,接種至臭氧氧化-填料生物膜反應(yīng)器內(nèi)，接 種量為每立方米填料約2. 5L，菌濃度為108cfu/ml，并采用車(chē)河選礦廠(chǎng)選礦廢水進(jìn)行驗(yàn)證。 臭氧曝氣量為300ml/min，處理時(shí)間為1小時(shí)，填料為活性炭，結(jié)果見(jiàn)表1。從表中可以看出， 接種Biomet ek-T3后，填料生物膜反應(yīng)器出水銅、鉛、鋅、砷等多種重金屬去除率大于95%。
[0041] 表1本發(fā)明菌種接入500m3/d臭氧氧化-填料生物膜選礦廢水處理系統(tǒng)對(duì)重金屬 的去除效果
[0042] 表 1 (單位：mg/L)
[0043]

【權(quán)利要求】
1. 一種芽孢桿菌（Bacillus Biometek-T3)，其特征在于，該菌種保藏單位為：中國(guó)微 生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，地址為：中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏日為： 2013年1月10日，保藏登記號(hào)為：CGMCC No. 7117。
2. -種用于富集、分離培養(yǎng)如權(quán)利要求1所述芽孢桿菌的固體培養(yǎng)基，其特征在于，該 培養(yǎng)基的配方為：2重量份酵母粉、2重量份可溶性淀粉、1重量份葡萄糖、0. 5重量份ZnCl2、 0. 3重量份CuCl2、15重量份瓊脂糖和1000重量份蒸餾水，pH為7. 0。
3. -種用于富集、分離培養(yǎng)如權(quán)利要求1所述芽孢桿菌的液體培養(yǎng)基，其特征在于，該 培養(yǎng)基的配方為：2重量份酵母粉、2重量份可溶性淀粉、1重量份葡萄糖、0. 5重量份ZnCl2、 0. 3重量份CuCl2和1000重量份蒸餾水，pH為7. 0。
4. 權(quán)利要求1所述芽孢桿菌的富集、分離培養(yǎng)方法，其特征在于，將含所述芽孢桿菌菌 種接種入如權(quán)利要求3所述的液體培養(yǎng)基中，在30-40°C的培養(yǎng)溫度下，搖床培養(yǎng)3?5天。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述芽孢桿菌菌種為含有菌濃度為 0D600=0. 6的權(quán)利要求3所述的液體培養(yǎng)基，其與空白液體培養(yǎng)基的體積比為1:19。
6. -種利用權(quán)利要求1所述芽孢桿菌去除選礦廢水中重金屬離子的方法，其特征在 于，將權(quán)利要求1所述芽孢桿菌的菌種，接種至臭氧氧化-填料生物膜反應(yīng)器內(nèi)，接種量為 每立方米接種3L液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中菌種濃度為108?109cfu/ml，隨后采用生物膜接觸 氧化法處理選礦廢水。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述臭氧氧化-填料生物膜反應(yīng)器的臭氧曝 氣量為50?300ml/min，處理時(shí)間為0. 5?1小時(shí)。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述臭氧氧化-填料生物膜反應(yīng)器的填料為 活性炭。
【文檔編號(hào)】C12N1/20GK104450544SQ201310424660
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】劉興宇, 劉文彥, 陳勃偉, 溫建康, 宋永勝 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院