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微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為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
【專利說明】
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廢水，傳統(tǒng)的重金屬廢水處理技術(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題，如何更好的處理重金屬廢水并回收其中的金屬，同時壓縮處理運行費用、避免二次污染成為了重金屬處理工作的突出問題。
[0003]目前，針對這類復(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)作為處理重金屬廢水的一種新技術(shù)，具有處理效率高尤其是針對低濃度的重金屬廢水，同時能夠選擇性的吸附、回收重金屬，無二次污染等獨特優(yōu)勢。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處理廢水的重金屬污染。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]解決的技術(shù)問題: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廢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微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學(xué)院微生物研究所，保藏號為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廢水和快速回收微生物吸附材料的難題，同時顯著提高微生物吸附劑適用的pH值范圍，為處理重金屬廢水特別是低濃度的重金屬廢水提供一個廉價、高效及易回收的解決方案。【附圖說明】
[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值中對重金屬Cu2+的去除率示意圖?！揪唧w實施方式】
[0017]下面通過【具體實施方式】，對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步具體的說明，但本發(fā)明不局限于以下所列舉【具體實施方式】。
[0018]實施例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，利用原子吸收法測定溶液中重金屬的去除率達到85%-90%。[〇〇25] 實施例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，后在振蕩器震蕩(120r/min)lh，然后利用磁鐵去除吸附劑后，利用原子吸收法測定溶液中重金屬的去除率達到80%-90%。[〇〇32]本發(fā)明中所描述的具體實施例僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種短小芽孢桿菌(Bacillus pumilus)N2,該菌株已保藏在中國微生物菌種保藏管 理委員會普通微生物中心，保藏號為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】C02F101/20GK105969704SQ201610609603
【公開日】2016年9月28日
【申請日】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
【申請人】江蘇科技大學(xué)