[发明专利]一种六价铬还原固定化菌剂及制备方法

说明书

本发明公布了一种固定化微生物去除六价铬菌剂及制备方法，属于铬污染场地微生物修复技术领域。该菌剂是以海藻酸钙为载体包埋自主分离的野生芽孢杆菌所制成。制备方法是将包埋剂与微生物菌悬液以1:1比例混匀，得到的粘稠状混合液滴入CaCl2溶液中，使其分散成球,交联一定时间，即可得到凝胶态固定化六价铬去除菌剂。本发明相比于游离的铬还原菌可显著提高六价铬去除效率，去除率在96h可达100％。本发明所制备的菌剂制备方法简单易操作,反应条件温和，可高效保持微生物菌液的活性和浓度；所形成的菌剂重复性及稳定性好，微生物菌悬液不易泄漏，利于反应后的固液分离，适于工业化应用。

技术领域

本发明属于六价铬污染场地(废水、废渣、污染土壤等)微生物修复还原固定 化菌剂及其制备方法，具体涉及一种六价铬还原固定化菌剂及制备方法。

背景技术

铬是一种广泛使用的过渡重金属，在电镀，皮革鞣制，木材保护，纺织染色 和金属加工业等都有大量应用。在大气，土壤和水中最常见的铬化合物是以Cr(VI) 或Cr(III)两种形态存在。Cr(III)是生物所必需的微量营养元素，不能透过细胞膜， 相对不溶于水；而Cr(VI)相比于Cr(III)，其具有高迁移性，高水溶性，易对所有 生物体产生致癌性，致畸性，致突变性。根据EPA与EU等规定，水体中的最 大总铬浓度限制为0.10mg/L，Cr(VI)浓度限值为0.05mg/L。然而目前Cr(VI)的 浓度在普通废水、残渣中超过了1000倍。在这种情况下，如果工业含铬废水废 物无法有效解决，可能导致天然水源的污染，并最终威胁人类健康。

常规的修复Cr(VI)污染方式是利用物理/化学修复，例如用化学还原，吸附， 反渗透，电化学等进行处理，然而这些方法价格较昂贵，不能完全将重金属去除， 试剂消耗高，并会产生有毒污泥易造成二次污染。除此之外，这些方法中的大多 数在高浓度或中等浓度的重金属条件下可有效去除有毒金属，但其不适宜处理低 浓度的铬等重金属污染(1～100mg/L)。为了克服这些常规方法的缺陷，大量关注 点集中于利用微生物来吸附、还原Cr(VI)。研究发现利用微生物和微生物产物能 够有效地去除可溶性和微粒形式的Cr(VI)金属，特别是在稀释溶液中，相比于化 学吸附还原和电化学修复技术，微生物修复更加环保高效。

固定化微生物技术是指通过物理或化学的手段，将游离的微生物固定在限定 的空间区域使其保持活性，并可反复利用的一项技术。微生物细胞被固定在载体 上,可大大提高微生物对有毒物质的承受能力,可用于高浓度六价铬Cr(VI)污染 物的处理。在固定化技术中,利用海藻酸钠作为包埋载体,具有固化、成形方便、 对微生物毒性小等优点。因此，利用固定化技术可推动其在Cr(VI)污染场地处理 方面更为深入和广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种微生物固定化菌剂处理六价铬[Cr(VI)]污染场地 (废水、废渣、污染土壤等)，该六价铬[Cr(VI)]还原固定化菌剂具有良好的生物 活性及化学稳定性、利于微生物固定、繁殖，对重金属污染物去除率高，且重复 利用率高、使用寿命长。

本发明的目的还在于提供一种六价铬[Cr(VI)]还原固定化菌剂的制备方法。 本发明用于六价铬[Cr(VI)]污染场地处理所用的固定化微生物菌剂，包括如下重 量百分比的组分：

海藻酸钠 2～6％

氯化钙 2～5％

余量为菌悬液，浓度为9×109cell/g。

如上所述的一种六价铬还原固定化菌剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将不同百分比的海藻酸钠溶液在加热炉上加热溶解，搅拌均匀使其充分溶解，获得混合液经121℃，15～20min高压灭菌，冷却至室温。