[发明专利]一种北京棒杆菌微生物吸附剂及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及功能材料领域，涉及一种微生物吸附剂及其制备方法，特别是涉及一种用于处理重金属的北京棒杆菌微生物吸附剂及其制备方法。

 

背景技术

重金属废水来源广，主要包括来自矿山排水，废石场淋滤水，选矿场尾矿排水，有色金属冶炼厂除尘排水，有色金属加工厂酸洗废水，电镀厂镀件洗涤水，钢铁厂酸洗排水及电解农药医药油漆和染料等各种工业废水。此类废水中往往含有如铜镉铅镍等重金属，如不经回收处理直接排放，会造成资源的极大浪费，也对环境造成严重污染。目前，重金属废水已经成为对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。

重金属废水常用的处理方法有：化学处理法，如化学沉淀法、电解法等，通过投加药剂，发生化学反应去除废水中重金属离子；物理化学法，如吸附法、离子交换法、膜分离法等，进行吸附浓缩分离废水中的重金属；生物处理法，通过生物体及其衍生物吸附去除水中重金属离子。传统的处理重金属废水方法最突出的缺点在于处理低浓度重金属废水时，操作繁琐、运行费用高、处理问题单一且常伴随有二次污染。生物吸附技术应用于治理重金属污染方面具有明显的优势，特别是在低浓度条件下，生物吸附剂可以选择性地吸附其中的重金属；pH 值和温度适应范围宽，受水溶液中钙、镁离子影响小；生物吸附材料来源丰富，工业生产中的大多数废弃菌丝体均具有吸附能力，将其制备成生物吸附剂可达到以废治废的目的。因此利用生物吸附剂处理重金属废水具有广阔的应用前景和较好的环境效益、社会效益。

利用微生物或植物体的生理特性来处理重金属废水具有效率高、成本低、二次污染少、有利于生态环境的改善等优点，近年来在含重金属废水处理领域引起了广泛的关注。陈明等（陈明，赵永红，微生物吸附重金属离子的试验研究．南方冶金学院学报，2001-5，22(3)；168-173）从多个含菌土壤和污泥样品中用不同培养基筛选出 40余种对重金属离子具有吸附活性的微生物菌株，并对其中吸附能力较强的细菌 A-7的培养特性及吸附特性进行了系统的实验研究用。处理某冶炼厂废水，废水中铜离子、铅离子、锌离子、镉离子的去除率分别为52.9%，97.3%，76.9%，96.9%，展示了良好的工业应用前景。活细胞的生物吸附与生物积累过程和细胞代谢直接相关。死细胞吸附过程只存在生物吸着作用，除了细胞壁对阳离子的吸附过程，细胞壁内部对金属也有螯合作用。

吸附法具有高效、简便和选择性好等优点，特别是对低浓度、污染性强、其它方法难以有效处理的重金属废水具有独特的应用价值。但目前工业上普遍使用的活性炭吸附剂、以及市售进口微生物吸附剂价格贵，使吸附法的广泛应用受到限制，开发廉价、高效的水处理吸附剂特别是微生物吸附剂是吸附研究的一个重要方面，同时吸附剂的再生和二次污染也是吸附法处理重金属废水中应该着重考虑的问题。

 

发明内容

要解决的技术问题：鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于处理重金属的北京棒杆菌微生物吸附剂及其制备方法，用于解决现有技术中的问题。

技术方案：本发明公开了一种北京棒杆菌微生物吸附剂及其制备方法，所述的北京棒杆菌微生物吸附剂由北京棒杆菌、聚乙烯醇水溶液、聚氨酯泡沫塑料组成；所述的北京棒杆菌位于聚氨酯泡沫塑料的表面及内部。

所述北京棒杆菌与聚氨酯泡沫塑料的用量比优选为1.5g：10 cm³；

所述的聚氨酯泡沫优选为经硅烷偶联剂KH-570改性处理聚氨酯泡沫；

本发明所述的一种北京棒杆菌微生物吸附剂的制备方法为将发酵过的北京棒杆菌通过灭菌、离心、干燥、研磨制成粉末，用粘合剂包埋于聚氨酯泡沫塑料的载体里面。

    具体的制备方法如下：

    （1）将经过灭菌后的北京棒杆菌残骸放入离心机离心后，取出放入烘箱，60℃烘干后用研钵研磨成粉末，为北京棒杆菌粉末；

    （2）称取2g的聚乙烯醇，放入小烧杯中，并加入98g的蒸馏水，在90℃的温度下，搅拌加热至全部溶解，配制为2wt%的聚乙烯醇胶水溶液；

    （3）取聚氨酯泡沫塑料完全浸入2wt%的聚乙烯醇胶水溶液中，置于振荡器上振荡浸泡3h，然后取出聚氨酯泡沫塑料，将聚氨酯泡沫塑料上持有的聚乙烯醇胶水溶液压干，得到浸润有聚乙烯醇胶水膜的聚氨酯泡沫塑料；