一種短小芽孢桿菌及其在制備磁性微生物吸附劑中的應(yīng)用
【專(zhuān)利摘要】一種短小芽孢桿菌及其在制備磁性微生物吸附劑中的應(yīng)用。該菌株已保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號(hào)為CGMCC NO.11071，保藏日期為2015年7月10日。本發(fā)明的磁性微生物固定化吸附劑可應(yīng)用于重金屬污染工業(yè)廢水的處理，并且成本低、效果好。CGMCC NO.1107120150710
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種短小芽孢桿菌及其在制備磁性微生物吸附劑中的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種利用微生物制備的污水處理吸附劑，尤其是涉及一種短小芽孢桿菌及其在制備磁性微生物吸附劑中的應(yīng)用?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002] 工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生了源源不斷的重金屬?gòu)U水，傳統(tǒng)的重金屬?gòu)U水處理技術(shù)雖然在一定程度下能夠?qū)U水中的重金屬離子濃度處理至達(dá)標(biāo)，取得較好的處理效果，但是這些方法普遍存在二次污染等諸多問(wèn)題，如何更好的處理重金屬?gòu)U水并回收其中的金屬，同時(shí)壓縮處理運(yùn)行費(fèi)用、避免二次污染成為了重金屬處理工作的突出問(wèn)題。
[0003]目前，針對(duì)這類(lèi)復(fù)合污染廢水，采用活性炭、天然材料以及高分子聚合物等材料吸附處理技術(shù)是研究的主要方向之一，其中以開(kāi)發(fā)和研制一些低成本的吸附劑為主。一些生物質(zhì)廢料如:木肩、甘蔗渣和花生殼等，對(duì)重金屬有很好的吸附能力。生物吸附技術(shù)作為處理重金屬?gòu)U水的一種新技術(shù)，具有處理效率高尤其是針對(duì)低濃度的重金屬?gòu)U水，同時(shí)能夠選擇性的吸附、回收重金屬，無(wú)二次污染等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。但是在處理后生物吸附材料與廢水兩相分離存在一些困難。因此本發(fā)明采用廢棄生物質(zhì)材料和微生物為原料，制備磁性微生物吸附劑來(lái)處理廢水的重金屬污染。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]解決的技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明提供了一種短小芽孢桿菌及其在制備磁性微生物吸附劑中的應(yīng)用，可以有效的解決高效處理重金屬?gòu)U水和快速回收微生物吸附材料。
[0005] 技術(shù)方案:一種短小芽孢桿菌(Bacillus pumilus)N2,該菌株已保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，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，保藏號(hào)為CGMCC N0.11071，保藏日期為2015年7月10日。短小芽孢桿菌 (Baci 1 lus pumilus)N2菌株在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基平板上于30°C恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2d后， 菌落呈圓形，不透明，乳白色，表面有褶皺，邊緣部分光滑，在顯微鏡下觀察為桿狀。短小芽孢桿菌(Bacillus pumilUS)N2可以在含有重金屬和抗生素的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)繁殖。
[0006]上述短小芽孢桿菌在生物質(zhì)廢棄物制備磁性微生物固定化吸附劑中的應(yīng)用。[〇〇〇7]磁性微生物固定化吸附劑的制備步驟為:(1)將洗凈烘干后的生物質(zhì)廢棄物破碎后過(guò)30目篩備用；(2)取步驟(1)所得的材料用濃度為20的.％的112304溶液浸泡lh，抽濾、水洗至使材料的pH值至中性，干燥后得到生物質(zhì)材料；(3)稱取步驟(2)所得的生物質(zhì)材料，加入到含有鐵離子和亞鐵離子的金屬鹽溶液中，在水浴加熱中攪拌并升溫至50°C，然后邊攪拌邊滴加氨水溶液至pH值為9，反應(yīng)不少于lh，然后過(guò)濾、水洗至pH值為中性，干燥后得到磁性材料；(4)將步驟(3)所得的磁性材料和短小芽孢桿菌N2在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中攪拌共培養(yǎng)24h，共培養(yǎng)后的材料經(jīng)水洗、過(guò)濾及干燥后得到磁性微生物復(fù)合材料。
[0008]上述步驟(4)中牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基組成為蛋白胨10g，牛肉膏3g，NaCl 5g，蒸餾水1 OOOmL，pH=7 ? 2-7 ? 5;攪拌速度 120-180r/min，培養(yǎng)溫度為25-37 °C。
[0009]上述生物質(zhì)廢棄物為木肩、甘蔗渣或花生殼。
[0010]上述鐵離子和亞鐵離子的金屬鹽溶液的配制方法為按Fe2+:Fe3+摩爾比為2: 3的比例取相應(yīng)量的FeS〇4 ? 7H20和FeCl3 ? 6H20配制溶液，使得Fe2+的濃度為0.2mol/L，F(xiàn)e3+的濃度為0?3mol/L。[0011 ]磁性微生物固定化吸附劑，由上述方法制得。
[0012]上述磁性微生物固定化吸附劑在處理重金屬污染工業(yè)廢水中的應(yīng)用。
[0013]有益效果:本發(fā)明可以有效的解決高效處理重金屬?gòu)U水和快速回收微生物吸附材料的難題，同時(shí)顯著提高微生物吸附劑適用的pH值范圍，為處理重金屬?gòu)U水特別是低濃度的重金屬?gòu)U水提供一個(gè)廉價(jià)、高效及易回收的解決方案。【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是制備的磁化松木肩短小芽孢桿菌N2吸附劑圖；
[0015]圖2是磁化松木肩微生物N2固定化吸附劑的掃描電鏡照片(*50k);[0〇16]圖3是磁性松木肩和短小芽孢桿菌(Bacillus pumilus)N2復(fù)合材料在不同pH值中對(duì)重金屬Cu2+的去除率示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0017]下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明，但本發(fā)明不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】。
[0018]實(shí)施例1
[0019]—種磁化松木肩固定化微生物吸附劑的制備:
[0020](1)將松木肩粉碎后過(guò)30目篩，洗凈烘干后備用；[〇〇21](2)取步驟(1)所得的材料10g用濃度為20wt.%的￥〇4溶液50mL浸泡lh，抽濾、水洗松木肩至pH值中性，干燥后得到酸化后的松木肩；[〇〇22](3)稱取步驟(2)所得的酸化后的松木肩5g，加入含有Fe2+的濃度為0.2m〇l/L、Fe3+的濃度為〇.3mo 1 /L的溶液中。放置于50 °C的水浴中均勻攪拌1 h，然后用氨水溶液調(diào)節(jié)溶液 pH至9.0,繼續(xù)攪拌lh，最后在室溫下使其冷卻。然后過(guò)濾、水洗至pH值為中性，干燥后得到磁化松木肩材料；[0〇23](4)將步驟(3)所得的磁化松木肩材料5g和500mL接種短小芽孢桿菌(Bacilluspumilus)N2(CGMCC N0.11071)的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中培養(yǎng)24h，培養(yǎng)溫度為20-37°C，培養(yǎng)后的材料經(jīng)水洗、過(guò)濾及干燥后得到磁性微生物固定化吸附劑。牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基組成為蛋白胨l〇g，牛肉膏3g，NaCl 5g，蒸餾水1000mL，pH=7.2-7.5;[〇〇24]將l_2g上述磁性微生物固定化吸附劑加入1L含有50mg/L Cu2+的溶液，pH值為5,之后在振蕩器震蕩(120r/min)lh，然后利用磁鐵去除吸附劑后，利用原子吸收法測(cè)定溶液中重金屬的去除率達(dá)到85%-90%。[〇〇25] 實(shí)施例2
[0026] —種磁化甘蔗渣固定化微生物吸附劑的制備:[〇〇27](1)將甘蔗渣粉碎后洗凈烘干，過(guò)30目篩備用；[〇〇28](2)取甘蔗渣10g加入用濃度為20wt.%的賊〇4溶液50mL浸泡lh，抽濾、水洗甘蔗渣至pH值中性，干燥后得到酸化后的甘蔗渣；[〇〇29](3)稱取步驟(2)所得的酸化后的甘蔗渣5g，加入含有Fe2+的濃度為0.2m〇l/L、Fe3+的濃度為〇.3mo 1 /L的溶液中。放置于50 °C的水浴中均勻攪拌1 h，然后用氨水溶液調(diào)節(jié)溶液 pH至9.0,繼續(xù)攪拌lh，最后在室溫下使其冷卻。然后過(guò)濾、水洗至pH值為中性，干燥后得到磁化甘蔗渣材料；[0〇3〇](4)將步驟(3)所得的磁化甘鹿渣材料5g和500mL接種短小芽孢桿菌(Bacilluspumilus)N2(CGMCC N0.11071)的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中培養(yǎng)24h，培養(yǎng)溫度為20-37°C，培養(yǎng)后的材料經(jīng)水洗、過(guò)濾及干燥后得到磁化甘蔗渣微生物復(fù)合材料。牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基組成為蛋白胨l〇g，牛肉膏3g，NaCl 5g，蒸餾水1000mL，pH=7.2-7.5;[〇〇31]將l_2g上述磁性微生物固定化吸附劑加入1L含有50mg/L Cu2+的溶液，pH值為3-5 時(shí)，后在振蕩器震蕩(120r/min)lh，然后利用磁鐵去除吸附劑后，利用原子吸收法測(cè)定溶液中重金屬的去除率達(dá)到80%-90%。[〇〇32]本發(fā)明中所描述的具體實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種短小芽孢桿菌(Bacillus pumilus)N2,該菌株已保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管 理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號(hào)為CGMCC N0.11071，保藏日期為2015年7月10日。2.權(quán)利要求1所述短小芽孢桿菌在生物質(zhì)廢棄物制備磁性微生物固定化吸附劑中的應(yīng)用。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于制備步驟為:(1)將洗凈烘干后的生物質(zhì)廢 棄物破碎后過(guò)30目篩備用；(2)取步驟(1)所得的材料用濃度為20wt.%的出5〇4溶液浸泡lh， 抽濾、水洗至使材料的pH值至中性，干燥后得到生物質(zhì)材料；(3)稱取步驟(2)所得的生物質(zhì) 材料，加入到含有鐵離子和亞鐵離子的金屬鹽溶液中，在水浴加熱中攪拌并升溫至50°C，然 后邊攪拌邊滴加氨水溶液至pH值為9，反應(yīng)不少于lh，然后過(guò)濾、水洗至pH值為中性，干燥后 得到磁性材料；(4)將步驟(3)所得的磁性材料和短小芽孢桿菌N2在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中 攪拌共培養(yǎng)24h，共培養(yǎng)后的材料經(jīng)水洗、過(guò)濾及干燥后得到磁性微生物復(fù)合材料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于所述步驟(4)中牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基組成為 蛋白胨l〇g，牛肉膏3g，NaCl 5g，蒸餾水 10001111^11=7.2-7.5;攪拌速度120-18(^/111111，培養(yǎng) 溫度為25-37 °C。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于所述生物質(zhì)廢棄物為木肩、甘蔗渣或花生殼。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于所述鐵離子和亞鐵離子的金屬鹽溶液的配 制方法為按Fe2+:Fe3+摩爾比為2:3的比例取相應(yīng)量的FeS〇4 ? 7H20和FeCl3 ? 6H20配制溶液， 使得Fe2+的濃度為0 ? 2m〇l/L，F(xiàn)e3+的濃度為0 ? 3mol/L。7.磁性微生物固定化吸附劑，其特征在于由權(quán)利要求3?6任一所述方法制得。8.權(quán)利要求7所述磁性微生物固定化吸附劑在處理重金屬污染工業(yè)廢水中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C02F101/20GK105969704SQ201610609603
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月28日
【發(fā)明人】楊統(tǒng), 楊統(tǒng)一, 杜文祥, 楊芬, 唐玉斌, 陳芳艷, 王新剛
【申請(qǐng)人】江蘇科技大學(xué)