專利名稱：一種去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料。
背景技術(shù)：
放射性元素進(jìn)入水體后造成放射性污染。放射性廢水是指核燃料前處理和后處理，原子能發(fā)電站，應(yīng)用放射性同位素的研究、醫(yī)院、工廠等排出的廢水。含鈾廢水是一類來源廣泛的放射性廢水，如鈾礦的開采和水冶廢水、鈾的精制和核燃料制造廢水、反應(yīng)堆運(yùn)行廢水、反應(yīng)堆燃料的后處理廢水、生產(chǎn)放射性同位素產(chǎn)生的廢水以及使用放射同位素的工廠和研究部門產(chǎn)生的廢水等。
水體因某種物質(zhì)的介入，而導(dǎo)致其化學(xué)、物理、生物或者放射性等方面特征的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。目前地球表面雖然有70%是被水覆蓋，但人類可利用的淡水資源不足I %，淡水資源又是經(jīng)常被人類活動(dòng)污染的對(duì)象，被污染的水體要想恢復(fù)是非常困難的，因此，研究開發(fā)出高效、環(huán)保、低成本的核廢液的處理技術(shù)，減輕含放射性廢水對(duì)環(huán)境的污染具有重大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境意義。目前去除放射性物質(zhì)的水質(zhì)凈化技術(shù)主要的工藝有混凝法、吸附法、離子交換法和生物處理法。在常規(guī)的處理方法中都存在著不同缺點(diǎn)如混凝沉淀法工藝簡(jiǎn)單，成本低，但沉淀產(chǎn)物不易富集回收，容易造成二次污染；蒸發(fā)濃縮法簡(jiǎn)單、有效，去除率高，但成本較高；萃取法效果好，出水鈾的濃度低但處理費(fèi)用高昂，萃取后廢渣量大；反滲透法鈾去除率高但處理費(fèi)用高工業(yè)應(yīng)用困難。傳統(tǒng)生物處理法因其取材廣泛、品種繁多、可選擇性大、成本較低的特性受到廣泛的應(yīng)用，但生物處理法的吸附效率不高，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)改性可顯著提高它的吸附除污能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料，其由如下步驟制備得到(I)、將3 5克蛋白胨、4 6克葡萄糖、O. 5 I. 2克甘油，加入到200毫升蒸餾水中，攪拌均勻后在121°C、0. 116MPa條件下滅菌20 30分鐘，使蛋白胨、葡萄糖和甘油完全溶解于蒸餾水中，從而得到消毒過的液體培養(yǎng)基；在無菌條件下，待液體培養(yǎng)基冷卻到30 40°C后，將液體培養(yǎng)基分裝到容量為50mL的三角瓶中，三角瓶?jī)?nèi)液體培養(yǎng)基的體積為IOmL 40mL，然后倒入密封袋中；(2)、在無菌條件下，用10 μ L槍頭粘取菌種并將槍頭投入到上述密封袋內(nèi)的液體培養(yǎng)基中，將密封袋內(nèi)的空氣排出封口后恒溫振蕩培養(yǎng)7天，培養(yǎng)溫度為30 38°C ；(3)、配制檸檬酸和檸檬酸鈉的混合水溶液作為洗滌液，其中檸檬酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 05 O. I%，檸檬酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 5 2% ;洗滌步驟(2)所得的菌體溶液至洗滌液澄清；(4)、向洗滌后的菌體溶液中逐漸加入乙醇，最初使乙醇在菌體溶液中的體積分?jǐn)?shù)為20 30%，過15 20分鐘后使乙醇的體積分?jǐn)?shù)為40 50%，再過15 20分鐘后使乙醇的體積分?jǐn)?shù)為75 80%;然后將裝有菌體溶液的容器敞口放入干燥柜中，溫度保持50 70° C，持續(xù)4 5小時(shí)，從而得到本發(fā)明所述的去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料。上述步驟中涉及菌種為真菌，具體可以為黑曲霉、青霉菌、大毛霉等。本發(fā)明是通過改變培養(yǎng)方式，從而達(dá)到提高菌體質(zhì)量的目的。經(jīng)試驗(yàn)，本發(fā)明制備的凈水材料對(duì)低濃度U與Th的去除率均能達(dá)到89%以上。本發(fā)明具有微生物來源廣泛，培養(yǎng)成本低，用于廢水處理操作方便、工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣泛。



圖I :在相同體積培養(yǎng)基，相同溫度的前提下三角瓶法和密封袋法制備的菌體材料的質(zhì)量不同，后者比前者的產(chǎn)量提高將近一倍。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :將3g蛋白胨、4g葡萄糖、Ig甘油加入到200ml蒸餾水中，攪拌均勻后轉(zhuǎn)入到高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)，壓強(qiáng)為O. 116MPa，保持溫度為121°C滅菌30min，使蛋白胨、葡萄糖和甘油完全溶解于蒸餾水中，并達(dá)到消毒的目的；在無菌室內(nèi)，待消毒后的液體培養(yǎng)基冷卻到35V后將液體培養(yǎng)基分裝到容量為50mL的兩個(gè)三角瓶中，每個(gè)三角瓶?jī)?nèi)都裝有IOmL液體培養(yǎng)基，將其中一個(gè)三角瓶?jī)?nèi)的培養(yǎng)基倒入密封袋；在無菌室內(nèi)用10 μ L槍頭粘取黑曲霉并將槍頭投入到三角瓶和密封袋的液體培養(yǎng)基中，將三角瓶和密封袋封口后置于恒溫振蕩培養(yǎng)箱中分別恒溫培養(yǎng)7天，培養(yǎng)溫度為35。。。待菌體培養(yǎng)成熟后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. I %的檸檬酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的檸檬酸鈉的混合水溶液洗滌菌體溶液至洗滌液澄清。向洗滌后的黑曲霉菌體溶液中逐漸加入乙醇，最初使乙醇在菌體溶液中的體積分?jǐn)?shù)為30%,過15min后使乙醇的體積分?jǐn)?shù)為50%,再過15min后使乙醇的體積分?jǐn)?shù)為80%;然后將裝有菌體溶液的容器敞口放入干燥柜中，溫度保持70°C，持續(xù)4h，密封袋中得到黑曲霉凈水材料的濕重是O. 1748克，三角瓶中得到黑曲霉凈水材料的濕重是O. 0971克，比較之前的專利“201210101614. X，去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料(采用三角瓶法)”，本發(fā)明用密封袋制得的生物凈水材料的質(zhì)量比三角瓶法制得的質(zhì)量增大。用六水合硝酸鈾酰(UO2 (NO3) · 6H20)和四水合硝酸釷(Th(N03)4 · 4H20)分別配制如下濃度的溶液，往30ml兩種溶液中分別中添加O. 2g上述三角瓶法和密封袋法制備的研碎后干燥的黑曲霉凈水材料，在振蕩培養(yǎng)箱中保存2天后，取上清液用ICP OES法測(cè)試溶液中放射性元素的濃度。表I的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明經(jīng)過本發(fā)明方法改性過的黑曲霉凈水材料對(duì)U和Th有很強(qiáng)的吸附能力。兩個(gè)表格說明三角瓶法和本發(fā)明密封袋法培養(yǎng)得到的菌吸附效果都很好，且密封袋法得到的產(chǎn)量較高，所以優(yōu)勢(shì)大。
表I. I:三角瓶法黑曲霉凈水材料對(duì)放射性元素的吸附結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料，其由如下步驟制備得到 (1)、將3 5克蛋白胨、4 6克葡萄糖、O.5 I. 2克甘油，加入到200毫升蒸餾水中，攪拌均勻后滅菌20 30分鐘，使蛋白胨、葡萄糖和甘油完全溶解于蒸餾水中，從而得到消毒過的液體培養(yǎng)基；在無菌條件下，待液體培養(yǎng)基冷卻到30 40°C后，將液體培養(yǎng)基分裝到密封袋中； (2)、在無菌條件下，用10μ L槍頭粘取菌種并將槍頭投入到上述密封袋內(nèi)的液體培養(yǎng)基中，將密封袋內(nèi)的空氣排出封口后恒溫振蕩培養(yǎng)7天，培養(yǎng)溫度為30 38°C ； (3)、配制檸檬酸和檸檬酸鈉的混合水溶液作為洗滌液，其中檸檬酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O.05 O. I%，檸檬酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 5 2% ;洗滌步驟(2)所得的菌體溶液至洗滌液澄清； (4)、向洗滌后的菌體溶液中逐漸加入乙醇，最初使乙醇在菌體溶液中的體積分?jǐn)?shù)為20 30%，過15 20分鐘后使乙醇的體積分?jǐn)?shù)為40 50%，再過15 20分鐘后使乙醇的體積分?jǐn)?shù)為75 80% ;然后將裝有菌體溶液的容器敞口放入干燥柜中，溫度保持50 70°C，持續(xù)4 5小時(shí)，從而得到去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料。
2.如權(quán)利要求I所述的一種去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料，其特征在于菌種為真菌。
3.如權(quán)利要求2所述的一種去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料，其特征在于菌種為黑曲霉、青霉囷或大毛霉。
4.如權(quán)利要求I所述的一種去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料，其特征在于步驟(I)中所述的將液體培養(yǎng)基分裝到密封袋中是先將液體培養(yǎng)基分裝到容量為50mL的三角瓶中，三角瓶?jī)?nèi)液體培養(yǎng)基的體積為IOmL 40mL，然后將三角瓶?jī)?nèi)的液體培養(yǎng)基倒入密封袋中。
5.如權(quán)利要求I所述的一種去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料，其特征在于步驟(I)中是在121°C、0. 116MPa條件下滅菌。
全文摘要
本發(fā)明屬于水凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料。其是在無菌條件下，將菌種投入到密封袋內(nèi)的液體培養(yǎng)基中，將密封袋內(nèi)的空氣排出封口后恒溫振蕩培養(yǎng)；然后用檸檬酸和檸檬酸鈉的混合水溶液作為洗滌液洗滌菌種溶液，最后向洗滌后的菌體溶液中逐漸加入乙醇，再將裝有菌體溶液的容器敞口放入干燥柜中干燥，從而得到本發(fā)明所述的去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料。本發(fā)明制備的凈水材料對(duì)低濃度U與Th的去除率均能達(dá)到89％以上，本發(fā)明具有微生物來源廣泛，培養(yǎng)成本低，用于廢水處理操作方便、工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣泛。
文檔編號(hào)C12P1/02GK102876722SQ20121033048
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者韓煒, 劉娜, 徐銘澤, 周亮, 付成偉, 丘比克.馬克西姆 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)