[发明专利]一种去除工业废水中重金属离子的微生物菌剂及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除工业废水中重金属离子的微生物菌剂及其使用方法，属于废水处理领域。

背景技术

重金属废水的常规处理方法主要包括：化学沉淀法、离子交换法、蒸发浓缩法、电解法、活性炭和硅胶吸附法和膜分离法等，但这些方法存在去除不彻底、费用昂贵、产生有毒污泥或其他废料等缺点。因此，人们一直致力于研究与开发高效环保型的重金属废水处理技术和工艺。微生物处理法是利用细菌、真菌(酵母)、藻类等生物材料及其生命代谢活动去除和(或)积累废水中的重金属，并通过一定的方法使金属离子从微生物体内释放出来，从而降低废水中重金属离子的浓度。近年来，国际上在微生物处理重金属废水的研究中取得了较多成果，该技术在投资、运行、操作管理和金属回收、废水回用等方面优越于传统的治理方法，展现出广阔的应用前景。

现代生物学研究显示，微生物能够对重金属离子实现有效的处理，主要是归结于微生物对重金属离子的吸附作用和沉淀作用。微生物的吸附作用是指利用某些微生物本身的化学成分和结构特性来吸附废水中的重金属离子，通过固液两相分离达到去除废水中的重金属离子的目的。生物吸附剂为自然界中丰富的生物资源，如藻类、地衣、真菌和细菌等。微生物结构的复杂性以及同一微生物和不同金属间亲和力的差别决定了微生物吸附金属的机理非常复杂，至今尚未得到统一认识。根据被吸附重金属离子在微生物细胞中的分布，一般将微生物对金属离子的吸附分为胞外吸附、细胞表面吸附和胞内吸附。

微生物对重金属离子的沉淀作用，一般认为是由于微生物对金属离子的异化还原作用或是由于微生物自身新陈代谢的结果。一方面，一些微生物可分泌特异的氧化还原酶，催化一些变价金属元素发生氧化还原反应，或者其代谢产物或细胞自身的某些还原物直接将毒性强的氧化态的金属离子还原为无毒性或低毒性的离子；另一方面，一些微生物的代谢产物(硫离子、磷酸根离子)与金属离子发生沉淀反应，使有毒有害的金属元素转化为无毒或低毒金属沉淀物。

专利申请201610030346.5公开了一种重金属工业废水吸附材料及其制备方法，其由以下成分以重量份制备而成：交联累托石4-6份、高岭石3-7份、石墨烯纳米层/MnO2复合物5-10份、壳聚糖-石墨烯复合材料6-12份、低亚硫酸钠2-5份、硫酸铝1-3份、羧甲基壳聚糖1-2份、脱乙酰甲壳素1-2份、氯化铁5-10份、氨水5-10份、磷脂酰肌醇1-2份、对羟基苯甲酸甲酯2-4份、双乙酸钠0.2-0.6份、过氧化氢0.4-0.8份、过氧醋酸0.1-0.6份、月桂醇硫酸钠1-2份、氢氧化钠80-100份、乙二醇10-20份、乙醇80-100份、低亚硫酸钠0.1-0.2份、盐酸70-100份、去离子水100-200份。其取得了较为显著的去除重金属离子的效果，但其中含有的成分对后续的活性污泥造成较大的损害作用，且其中的成分的环境污染较大，容易造成二次污染。

发明内容

本发明针对现有技术中去除重金属离子方法的缺点，提供了一种能够去除工业废水中重金属离子的微生物菌剂及其处理方法，该微生物菌剂包括由生物发酵制备得到，并协助以天然高分子化合物作为补充，两类物质在去除重金属离子方面具有一定的协同效果，其对重金属的去除效率高，且安全无毒、无二次污染的特点。

本发明通过下述技术方案解决上述技术问题：

一种去除工业废水中重金属离子的微生物菌剂，包括多粘类芽胞杆菌和布氏假单胞菌的共发酵物。其中多粘类芽胞杆菌(Paenibacilluspolymyxa)购自中国工业微生物菌种保藏中心，其菌种保藏编号为CICC10010；布氏假单胞菌(Pseudomonasbrenneri)购自美国标准生物品收藏中心，其菌种保藏编号为ATCC49642。

其中多粘类芽胞杆菌和布氏假单胞菌的共发酵物的制备方法为二段发酵法，具体包括如下步骤：发酵培养基灭菌后，接入10％的布氏假单胞菌种子发酵液，控制发酵温度为30-32℃、通气量为1.5-1.7m³/h条件下培养40-44h，此时接入10％的多粘类芽胞杆菌种子发酵液，控制发酵温度为26-29℃、通气量为1.8-2.2m³/h条件下培养26-30h，即得。