專利名稱：黃孢原毛平革菌去除水體中重金屬污染物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微生物應(yīng)用領(lǐng)域和廢水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種黃孢原毛平革菌在處理重金屬?gòu)U水中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前在廢水處理領(lǐng)域，黃孢原毛平革菌被用于治理重金屬?gòu)U水在近幾年來(lái)受到了 國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視，現(xiàn)有技術(shù)利用黃孢原毛平革菌去除廢水中重金屬主要采用生物吸附 法。生物吸附法具有去除效率高、速度快、成本低、不會(huì)造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)。然而利用黃 孢原毛平革菌吸附反應(yīng)處理廢水，普遍存在反應(yīng)條件較為苛刻的問(wèn)題，這是大規(guī)模實(shí)際應(yīng) 用黃孢原毛平革菌吸附重金屬的主要障礙。例如，目前利用黃孢原毛平革菌處理重金屬?gòu)U水采用較多的靜止吸附法，在重金 屬?gòu)U水中投加干燥或改性后的黃孢原毛平革菌(多為失去活性的死菌)，增加了處理成本， 并且重復(fù)利用效果差；當(dāng)廢水成分復(fù)雜時(shí)，處理效果不理想，也是實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要解決的問(wèn) 題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種菌絲無(wú)需改 造和預(yù)處理、可以重復(fù)利用、反應(yīng)條件簡(jiǎn)單和可處理復(fù)雜成分水體的利用黃孢原毛平革菌 去除水體中重金屬污染物的方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種利用黃孢原毛平革菌去除水 體中重金屬污染物的方法，具體包括以下步驟
(1)生長(zhǎng)階段將黃孢原毛平革菌chrysosporium)孢子粉末懸浮于無(wú)菌水中制 成孢子懸液，再將該孢子懸液接種到液體培養(yǎng)基中，于35°C 39°C溫度下振蕩培養(yǎng)72h 84h，培養(yǎng)時(shí)轉(zhuǎn)速控制在160rpm 180rpm，過(guò)濾后得黃孢原毛平革菌菌球；
(2)吸附階段將上述黃孢原毛平革菌菌球添加至含重金屬?gòu)U水中，每升廢水的投加 量為濕重50g IOOg (按黃孢原毛平革菌菌球濕重計(jì))，調(diào)節(jié)廢水的pH值至5. 5 6. 5，于 25°C 40°C恒溫條件下進(jìn)行吸附反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)速控制在120rpm 140rpm，反應(yīng)時(shí)間不少 于6h，反應(yīng)后過(guò)濾廢水，回收菌球，完成一次去除過(guò)程；
(3)回收循環(huán)利用將步驟(2)中回收的菌球經(jīng)去離子水清洗后加入培養(yǎng)基中繼續(xù)培 養(yǎng)，選用的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件與上述步驟(1)相同，培養(yǎng)完成后得到黃孢原毛平革菌再生菌 球，將該黃孢原毛平革菌再生菌球加入至待處理的重金屬?gòu)U水中，并按照上述步驟(2)中的 工藝參數(shù)進(jìn)行吸附處理，重復(fù)本步驟以循環(huán)利用。作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述廢水中重金屬的總濃度優(yōu)選為IOmg/ L 100mg/L。上述技術(shù)方案中，所述廢水中含重金屬鎘時(shí)，鎘的總濃度優(yōu)選為10mg/L 60mg/ L0
上述技術(shù)方案中，所述廢水中含重金屬銅時(shí)，銅的總濃度優(yōu)選為20mg/L IOOmg/ L0上述技術(shù)方案中，所述黃孢原毛平革菌再生菌球進(jìn)行循環(huán)利用的重復(fù)次數(shù)優(yōu)選為 2 3次。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1、本發(fā)明的方法是直接將未經(jīng)改造和預(yù)處理的黃孢原毛平革菌菌球加入工業(yè)廢水中， 以去除廢水中重金屬，操作條件相對(duì)簡(jiǎn)單且容易實(shí)施；
2、本發(fā)明中黃孢原毛平革菌可以在低濃度重金屬?gòu)U水中生長(zhǎng)，通過(guò)生長(zhǎng)階段和吸附階 段循環(huán)運(yùn)作，可以重復(fù)利用黃孢原毛平革菌對(duì)重金屬?gòu)U水進(jìn)行處理，降低了培養(yǎng)吸附材料 的成本；
3、常溫運(yùn)行可以避免將含重金屬?gòu)U水升溫帶來(lái)的高能耗問(wèn)題。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1反應(yīng)前的黃孢原毛平革菌菌球在電子掃描電鏡下的微觀結(jié) 構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例1反應(yīng)后的黃孢原毛平革菌菌球在電子掃描電鏡下的微觀結(jié)構(gòu)示 意圖3為本發(fā)明實(shí)施例2反應(yīng)后的黃孢原毛平革菌菌球在電子掃描電鏡下的微觀結(jié)構(gòu)示 意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1
一種本發(fā)明的利用黃孢原毛平革菌去除廢水中重金屬鎘的方法，包括以下步驟 (1)生長(zhǎng)階段將黃孢原毛平革菌BKM-F1767 (在美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)菌種收藏所的保藏編號(hào)為 ATCC 24725，優(yōu)選采用該菌株，但不限于此)孢子粉末懸浮于無(wú)菌水中制成孢子懸液，再將 該孢子懸液接種到Kirk液體培養(yǎng)基(優(yōu)選采用該培養(yǎng)基，但不限于此)中，于37°C溫度下振 蕩培養(yǎng)72h，培養(yǎng)時(shí)轉(zhuǎn)速控制在160rpm，過(guò)濾后得到如圖1所示的黃孢原毛平革菌菌球，其 中，Kirk 液體培養(yǎng)基的主要成分為0. 2g/L KH2O4,0. 05g/L MgSO4 · 7Η20，0· Olg/L CaCl2, lmL/L無(wú)機(jī)溶液，0. 5mL/L維生素溶液，1. 2mmol/L酒石酸氨，1% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))葡萄糖，20mmol/ L的乙酸鈉。(2)吸附階段將上述培養(yǎng)好的黃孢原毛平革菌菌球添加至含鎘廢水中，添加量為 5g/100mL廢水(以黃孢原毛平革菌菌球濕重計(jì)，下同)，含鎘廢水的濃度為60mg/L，調(diào)節(jié)廢水 的PH值至6 . 5，于25°C恒溫條件下進(jìn)行吸附反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)速控制在140rpm，振蕩反應(yīng)6h， 完成對(duì)廢水中鎘的吸附，反應(yīng)后過(guò)濾廢水，回收菌球，利用黃孢原毛平革菌菌球完成一次去 除過(guò)程。其中，最優(yōu)含鎘廢水濃度和pH值參數(shù)的選取分別通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)得到 i)含鎘廢水PH值
用NaOH (或HNO3)調(diào)節(jié)鎘初始濃度為20mg/L的含培養(yǎng)液(培養(yǎng)液的比例為50%)的廢水的PH值，分別配制成pH值變化范圍為3. 5 8. 5的六個(gè)待處理廢水樣品，然后投入培養(yǎng) 好的黃孢原毛平革菌菌球(濕重5g/100mL廢水)，在溫度為25°C且搖床轉(zhuǎn)速為140rpm條件 下，振蕩反應(yīng)6h，完成對(duì)廢水中鎘的吸附。測(cè)定各廢水樣品經(jīng)處理后鎘濃度，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。表1 黃孢原毛平革菌在不同pH值條件下對(duì)鎘的吸附
pH 值13. 5 14. 5 15.5 丨6. 5 17. 5 丨8. 5
去除率(％)16. 57~14. 48 72703~91. 97 54.94 13.36
生物吸附量(mg/g) 丨4. 41 丨3. 56 |l7. 63 丨25. 18 |l3. 28 丨3. 01
由表1可知，當(dāng)pH值在5. 5 6. 5之間變化時(shí)，黃孢原毛平革菌對(duì)鎘去除率較高。且
在pH值為6. 5時(shí)，鎘的去除率都達(dá)到最大值，為91. 97%。ii)含鎘廢水濃度
用NaOH (或HNO3)調(diào)節(jié)鎘初始濃度分別為10、20、30、40、50和60mg/L的含培養(yǎng)液(培 養(yǎng)液的比例為50%)的廢水的pH值，使其pH為6. 5，然后投入培養(yǎng)好的黃孢原毛平革菌菌球 (濕重5g/100mL廢水)，在溫度為25°C且搖床轉(zhuǎn)速為140rpm條件下，振蕩反應(yīng)6h，完成對(duì)廢 水中鎘的吸附。測(cè)定各廢水樣品經(jīng)處理后鎘濃度，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。表1 黃孢原毛平革菌在不同鎘初始濃度下對(duì)鎘的吸附
權(quán)利要求
1.一種黃孢原毛平革菌去除水體中重金屬污染物的方法，其特征在于包括以下步驟(1)生長(zhǎng)階段將黃孢原毛平革菌Chrysosporium^孢子粉末懸浮于無(wú)菌水中制 成孢子懸液，再將該孢子懸液接種到液體培養(yǎng)基中，于35°C 39°C溫度下振蕩培養(yǎng)72h 84h，培養(yǎng)時(shí)轉(zhuǎn)速控制在160rpm 180rpm，過(guò)濾后得黃孢原毛平革菌菌球；(2)吸附階段將所述黃孢原毛平革菌菌球添加至含重金屬?gòu)U水中，每升廢水的投加量 為濕重50g 100g，調(diào)節(jié)廢水的pH值至5. 5 6. 5，于25°C 40°C恒溫條件下進(jìn)行吸附反 應(yīng)，反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)速控制在120rpm 140rpm，反應(yīng)時(shí)間不少于6h，反應(yīng)后過(guò)濾廢水，回收菌球， 完成一次去除過(guò)程；(3)回收循環(huán)利用將步驟(2)中回收的菌球經(jīng)去離子水清洗后加入培養(yǎng)基中繼續(xù)培 養(yǎng)，選用的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件與上述步驟(1)相同，培養(yǎng)完成后得到黃孢原毛平革菌再生菌 球，將該黃孢原毛平革菌再生菌球加入至待處理的重金屬?gòu)U水中，并按照上述步驟(2)中的 工藝參數(shù)進(jìn)行吸附處理；重復(fù)本步驟以循環(huán)利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃孢原毛平革菌去除水體中重金屬污染物的方法，其特征 在于所述廢水中重金屬的總濃度為10mg/L 100mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的黃孢原毛平革菌去除水體中重金屬污染物的方法，其特征 在于所述廢水中含重金屬鎘，所述鎘的總濃度為10mg/L 60mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述黃孢原毛平革菌去除水體中重金屬污染物的方法，其特征 在于所述廢水中含重金屬銅，所述銅的總濃度為20mg/L 100mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃孢原毛平革菌去除水體中重金屬污染物的方法，其特征 在于所述黃孢原毛平革菌再生菌球進(jìn)行循環(huán)利用的重復(fù)次數(shù)為2 3次。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種黃孢原毛平革菌去除水體中重金屬污染物的方法，該方法是先將黃孢原毛平革菌孢子粉制成孢子懸液，再接種到液體培養(yǎng)基中振蕩培養(yǎng)，過(guò)濾后得黃孢原毛平革菌菌球；將菌球添加至廢水中，調(diào)節(jié)廢水的pH值，恒溫條件下進(jìn)行吸附反應(yīng)，反應(yīng)后過(guò)濾廢水，回收菌球，完成一次去除過(guò)程；將回收的菌球經(jīng)去離子水清洗后加入培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，得到黃孢原毛平革菌再生菌球，將該黃孢原毛平革菌再生菌球加入至待處理的重金屬?gòu)U水中以進(jìn)行循環(huán)利用。本發(fā)明的方法菌絲無(wú)需改造和預(yù)處理，可以重復(fù)利用，反應(yīng)條件簡(jiǎn)單，可處理復(fù)雜成分水體。
文檔編號(hào)C02F1/28GK102101729SQ201110007639
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者張文娟, 曾光明, 王亮, 范佳琦, 鄒正軍, 陳安偉, 陳桂秋 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)