一种用于去除废水中低浓度铜离子的干粉菌剂制造技术

本发明专利技术涉及一种用于去除废水中低浓度铜离子的干粉菌剂，通过铜耐性细菌发酵后和固定化载体混合制备得到，所述的铜耐性细菌为自主分离的蜡状芽孢杆菌(Bacillus sp.)，保藏于中国微生物菌种保藏中心管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC NO.7368的CR1自主分离的蜡状芽孢杆菌(Bacillus sp.)。提供了CR1蜡状芽孢杆菌(保藏编号为CGMCC NO.7368)的一种新应用，其发酵液与固定化载体混合后制成的高效干粉菌剂，适合处理2mg/L～16mg/L低浓度铜污染废水，处理时间较短和出水浓度低，实现了工业化应用。

A Dry Powder Microbial Agent for Removal of Low Concentration Copper Ion from Wastewater

【技术实现步骤摘要】
一种用于去除废水中低浓度铜离子的干粉菌剂
本专利技术涉及环境微生物
，尤其是涉及一种用于去除废水中低浓度铜离子的干粉菌剂。
技术介绍
环境污染是二十一世纪人类面临的最严峻的挑战之一。其中，重金属污染具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特点，对人类健康和生态安全的影响更为严重和深远，已成为全球关注的焦点。铜矿山开采、冶炼、电镀行业以及电子行业每年排放大量的含铜废水，废水中铜离子含量在15mg/L左右。重金属铜离子排放对水体、土壤具有很大的危害性。铜是人体必需微量元素之一，但铜若在人体内超标会对人体的脏器造成负担，尤其是肝和胆。如何有效去除工业废水中的重金属一直是环境工程水处理领域的热点问题。目前处理废水中高浓度铜离子的方法主要有物理吸附法和化学沉淀法：物理吸附法具有吸附剂来源广泛、成本低、操作方便和吸附效果好的优势，但吸附剂的使用寿命短，再生困难，难以回收铜离子；化学沉淀法具有技术成熟、投资少、处理成本低、管理方便和自动化程度高的优势，但会产生含重金属污泥，若污泥没有得到妥善的处理还会产生二次污染。物理吸附法和化学沉淀法的共同缺陷是难以去除废水中低浓度(2mg/L～16mg/L)的铜。微生物法适宜处理低浓度铜废水，特别是近年来，污染控制型微生物菌剂开发日益受到重视。微生物吸附在处理低浓度重金属工业废水中显示了独特的优势。但是，微生物资源较少、去除效率较低以及无法耐受重金属的毒性等问题是限制微生物活细胞吸附应用的瓶颈，导致生物吸附还只是处于实验室阶段，在实用化和工业化应用还存在困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供CR1蜡状芽孢杆菌(保藏编号为CGMCCNO.7368)的一种新应用，将其与固定化载体混合制备成干粉菌剂，用于去除废水中低浓度铜离子，对于重金属毒性耐受较好，并且能够快速、有效的去除废水中低浓度的铜，便于工业化应用。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的：一种用于去除废水中低浓度铜离子的干粉菌剂，通过铜耐性细菌发酵液和固定化载体混合制备得到，所述的铜耐性细菌为自主分离的蜡状芽孢杆菌(Bacillussp.)，保藏于中国微生物菌种保藏中心管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNO.7368的CR1自主分离的蜡状芽孢杆菌(Bacillussp.)。作为本专利技术更优的技术方案，所述的铜耐性细菌发酵步骤如下：将自主分离的蜡状芽孢杆菌通过平板划线法分离纯化之后，进行菌种复壮，蜡状芽孢杆菌以转接比例1％～10％于Luria-Bertani(LB)培养基，培养至吸收波长600nm下的光密度值(OD600)至1～1.2，获得铜耐性细菌发酵液。作为本专利技术更优的技术方案，所述的固定化载体为滑石粉，细度为80-150目。作为本专利技术更优的技术方案，所述的铜耐性细菌发酵液与固定化载体得重量比为60:1。作为本专利技术更优的技术方案，所述的铜耐性细菌发酵后和固定化载体混合步骤如下：将铜耐性细菌发酵液于8000rpm，离心5min，移除上清液并用磷酸盐缓冲溶液(PBS)反复冲洗并离心3次，将清洗并移除上清液的底部菌泥重悬到高温灭菌后的LB培养基中，并将重悬菌液与高温灭菌后的固定化载体混合；将混合体系用8层纱布封口于100～120rpm，25～30℃震荡培养，并于25～30℃下烘干，收集即得干粉菌剂。作为本专利技术更优的技术方案，所述的重悬的LB培养基与固定化载体的重量比例为3～4:1～2。作为本专利技术更优的技术方案，所述的重悬的LB培养基与固定化载体的重量比例为4:1。有益效果主要包括但是不限于以下几个方面：本专利技术提供了CR1蜡状芽孢杆菌(保藏编号为CGMCCNO.7368)的一种新应用，其发酵液与固定化载体混合后制成的高效干粉菌剂，对铜离子具有较好的耐受能力，比表面积大，菌体附着能力强，细菌负载数量多并且细菌活性高，性质稳定，易于储存，密度比水体略大便于收集与装填，避免了菌剂密度较小悬浮难以收集的情况，并且由于微生物的生长需要营养还能够去除部分化学需氧量(COD)，净化水体。本专利技术的干粉菌剂制备方法简单可行，原材料取得简单且成本低廉、反应条件温和。本专利技术的干粉菌剂适合处理低浓度(2mg/L～16mg/L)的铜污染废水，处理时间较短和出水浓度低，实现了工业化应用。附图说明图1是本专利技术的含铜废水的干粉菌剂的细菌负载效果评价结果图；图2是实施例1制备得到的干粉菌剂在初始铜浓度4mg/L的去除率曲线图；图3是实施例1制备得到的干粉菌剂在初始铜浓度8mg/L的去除率曲线图；图4是实施例1制备得到的干粉菌剂在初始铜浓度16mg/L的去除率曲线图；图5是实施例2制备得到的干粉菌剂在初始铜浓度4mg/L的去除率曲线图；图6是实施例2制备得到的干粉菌剂在初始铜浓度8mg/L的去除率曲线图；图7是实施例2制备得到的干粉菌剂在初始铜浓度16mg/L的去除率曲线图。图8是实施例3制备得到的干粉菌剂在初始铜浓度4mg/L的去除率曲线图；图9是实施例3制备得到的干粉菌剂在初始铜浓度8mg/L的去除率曲线图；图10是实施例3制备得到的干粉菌剂在初始铜浓度16mg/L的去除率曲线图。具体实施方式根据本专利技术，加入至所述受到铜污染的环境中的菌剂形式没有特别的限定，只要保证加入后所述菌剂能够在所述受到铜污染的环境中起作用即可，加入的所述菌剂的形式可以根据需要进行变化。本专利技术对加入到铜污染环境中菌剂的数量也没有特别的限制，这可以根据所述环境中铜的含量来决定，例如，当所述环境中的铜的含量较高对于所述菌剂的生存较不利时，可以提高所述菌剂的接种量。当所述环境中的铜的含量较低或所述环境对于所述菌剂的生存影响较小时，可以减少所述菌剂的接种量。本专利技术所述的细菌属于自主分离细菌并保藏于CGMCC。本专利技术的菌种的平板划线培养、菌种发酵震荡培养以及低温烘干，光密度浓度检测，LB培养基以及磷酸缓冲溶液PBS为本领域的常规方式方法，不是本专利技术的创新点，此处不详述。为了使本
的人员更好的理解本申请中的技术方案，下面参考图1-图10描述根据本专利技术具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都应当属于本专利技术的保护范围。实施例1处理含铜离子废水的干粉菌剂按照如下工艺制备而得：将自主分离的蜡状芽孢杆菌通过平板划线法分离纯化之后，进行菌种复壮，蜡状芽孢杆菌以转接比例1％于LB培养基，培养至对数生长期OD600＝1获得铜耐性细菌发酵液。固定化载体选取为150目滑石粉。铜耐性细菌发酵液与固定化载体的重量比例为60:1，将铜耐性细菌发酵液于8000rpm，离心5min，移除上清液并用磷酸盐缓冲溶液(PBS)反复冲洗并离心3次，将清洗并移除上清液的底部菌泥重悬到高温灭菌后的LB培养基中，并将重悬菌液与高温灭菌后的固定化载体混合，其中重悬的LB培养基与固定化载体的重量比例为4：1；将混合体系用8层纱布封口于120rpm，防止外部细菌进入，30℃条件下震荡培养，并于28℃下烘干，收集即得干粉菌剂。实施例2处理含铜离子废水的干粉菌剂按照如下工艺制备而得：将自主分离的蜡状芽孢杆菌通过平板划线法分离纯化之后，进行菌种复壮，蜡状芽孢杆菌以转接比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于去除废水中低浓度铜离子的干粉菌剂，通过铜耐性细菌发酵后和固定化载体混合制备得到，所述的铜耐性细菌为自主分离的蜡状芽孢杆菌(Bacillus sp.)，保藏于中国微生物菌种保藏中心管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC NO.7368的CR1自主分离的蜡状芽孢杆菌(Bacillus sp.)。

【技术特征摘要】
1.一种用于去除废水中低浓度铜离子的干粉菌剂，通过铜耐性细菌发酵后和固定化载体混合制备得到，所述的铜耐性细菌为自主分离的蜡状芽孢杆菌(Bacillussp.)，保藏于中国微生物菌种保藏中心管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNO.7368的CR1自主分离的蜡状芽孢杆菌(Bacillussp.)。2.如权利要求1所述的一种用于去除废水中低浓度铜的干粉菌剂，其特征在于：所述的铜耐性细菌发酵步骤如下：所述的铜耐性细菌发酵步骤如下：将自主分离的蜡状芽孢杆菌通过平板划线法分离纯化之后，进行菌种复壮，蜡状芽孢杆菌以转接比例1％～10％于LB培养基，培养至吸收波长600nm下的光密度值至1～1.2，获得铜耐性细菌发酵液。3.如权利要求1所述的一种用于去除废水中低浓度铜的干粉菌剂，其特征在于：所述的固定化载体为滑石粉，细度为80-150目。4.如权利要求1所述的一种用于去除废...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小雨，韩业轩，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22