[发明专利]䶀€种微生物重金属吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物吸附领域，特别涉及一种高效重金属吸附剂的制备方法。

背景技术

重金属既是一种资源又是重要的环境污染物。造纸印刷、采矿冶金、日用化工等行业均会排放大量重金属废水，这些废水中重金属离子浓度严重超标。由于重金属在水体中不能为生物降解，也难以依靠水体的自净作用去除，只能以各种形式相互转化，并可通过食物链富集，从而给人们的日常生活和人身健康构成巨大的潜在威胁。

治理重金属污染的方法有多种，包括化学氧化，化学沉淀，膜过滤，离子交换，活性炭吸附等，这些传统的方法工艺繁琐，成本昂贵，且易造成环境污染。因而，急需开拓新的高效、经济、环保的重金属处理方法。

微生物吸附剂是利用微生物去除重金属离子的一种新方法。微生物类群中的细菌、霉菌、酵母菌以及微藻都具有去除重金属的作用，目前吸附的机理还不十分清楚，大体的吸附过程可以分为两个阶段。首先是被动吸附，在这个过程中，细胞外多聚物、细胞壁上的官能团与金属离子结合，特点是快速、可逆，不依赖于能量代谢。第二个过程为主动吸收，细胞表面吸附的重金属离子与细胞表面的某些酶(如透膜酶、水解酶等)相结合而转移至细胞内，其特点是速度慢、不可逆，与细胞的代谢有关。目前，利用微生物制得的重金属吸附剂成为国内外研究的一大热点。然而，由于原料成本高、吸附性能低以及很多微生物吸附剂须利用化学试剂进行改性后才可以使用等不足，致使其无法真正大规模实际应用。

因此，本领域急需克服原料成本高、吸附性能低以及很多微生物吸附剂须利用化学试剂进行改性后才可以使用等缺陷，开发一种新的微生物吸附剂。刘桂萍等在“一种霉菌吸附剂及其制备方法(CN101797497A)”中公开了一种利用青霉属霉菌(包括斜卧青霉(Penicillium decumbens))或曲霉属霉菌来制备霉菌吸附剂的方法，利用该方法制备的霉菌吸附剂的产量达2.5g/L，对废水中铅离子的去除率为85％。该发明的不足在于吸附剂产量不高，且对铅离子废水的去除率偏低。

发明内容

本发明旨在提供一种简单、高效的微生物吸附剂的制备方法，并提供利用该制备方法得到的微生物吸附剂，以及利用该微生物吸附剂吸附废水中的重金属的方法。

在本发明的第一方面，提供了一种微生物重金属吸附剂的制备方法，所述的方法包括步骤：

(a)将斜卧青霉(Penicillium decumbens)在发酵培养基进行发酵培养，得到发酵液；和

(b)将发酵液抽滤，得到微生物重金属吸附剂；

以发酵培养基的总体积计，所述发酵培养基中含有以下组分：麦芽糊精1-6％(w/v)，鱼粉蛋白胨1-4％(w/v)，酵母膏0.2-1％(w/v)，无机盐0.1-0.5％(w/v)；所述发酵培养基的pH为6.0-7.0。

所述无机盐选自磷酸钾、和/或硫酸镁；所述发酵培养基中磷酸二氢钾的含量为0.2％，硫酸镁的含量为0.03％。

在本发明的第二方面，提供了一种微生物重金属吸附剂，所述微生物重金属吸附剂是用如上所述的制备方法得到的湿菌丝体。

在本发明的第三方面，提供了一种废水中重金属的吸附方法，所述的方法包括步骤：

(i)将如上所述的微生物重金属吸附剂和含有重金属的废水混合。

在本发明废水中重金属的吸附方法中，以将如上所述的微生物重金属吸附剂和含有重金属的废水的混合溶液的体积计，其中加入的如上所述的微生物重金属吸附剂的浓度为50-500mg/30ml(M_干重/V)；以含有重金属的废水的总体积计，重金属的浓度为50-1000mg/L；

较佳地，所述如上所述的微生物重金属吸附剂的浓度为50-200mg/30ml(M_干重/V)；以含有重金属的废水的总体积计，重金属的浓度为100-500mg/L。

在本发明所述的吸附方法中，所述的混合时间为6-24小时；较佳地，所述的混合需旋转，转速为150-220rpm。

据此，本发明提供了一种新的微生物吸附剂。

附图说明

图1显示了测定铅离子的标准曲线。

图2显示了菌体浓度和吸附量之间的关系。

图3显示了铅离子浓度和吸附量之间的关系。

具体实施方式

发明人经过广泛而深入的研究，发现了一种针对斜卧青霉的发酵培养基和培养方法，通过这种培养方法得到的斜卧青霉生长状态良好，吸附性能高。在此基础上，完成了本发明。