生物矿化处理含铜废水方案的确定方法及该废水处理方法技术

本发明专利技术公开了一种生物矿化处理含铜废水方案的确定方法及该废水处理方法，该确定方法包括步骤一、细菌活化；步骤二、冷冻保存；步骤三、传代培养；步骤四、确定处理条件，具体包括：按照预设组别，将传代培养后菌液加入所述含铜废水中，处理48h，处理过程中按照预设时间点测量体系脲酶活性、pH和铜离子浓度，确定处理方案；所述脲酶由巴氏芽孢八叠球菌产出；所述预设组别的设置方法包括：按照铜离子浓度将含铜废水分为多组，每组含铜废水均包括多个试样，以菌液占比为因素，菌液占比包括多个水平。该方法可有效准确获得高效处理铜污染废水的处理方案，可有效应用于指导含重金属废水处理工艺过程。艺过程。艺过程。

【技术实现步骤摘要】
生物矿化处理含铜废水方案的确定方法及该废水处理方法


[0001]本专利技术属于环境工程
，具体涉及生物矿化处理含铜废水方案的确定方法及该废水处理方法。

技术介绍

[0002]城市化、工业化、采矿业以及农业集约化进程加剧了重金属向环境的释放，越来越多的重金属通过土壤、水体、大气等介质直接或间接地危害人类的健康。近年来，重金属污染问题日益严重，引起了全社会的广泛关注。重金属污染主要源于矿藏开采和冶炼、金属加工、机械制造、钢铁生产等。比如，电镀工业和金属加工排放的废水中含铜量较高，每升废水达几十至几百毫克。铜对水生生物的毒性很大，在海岸和港湾曾发生铜污染引起牡蛎肉变绿的事件。
[0003]目前重金属污染水体的处理选择主要是物理化学工艺，如化学沉淀、吸附、膜过滤、混凝絮凝和电化学处理，这些工艺普遍存在高能耗和可能带来的二次污染等问题。以植物提取、固定、挥发、过滤为主的生物修复虽然对土壤改性温和，但是容易造成重金属在植物体内的富集，在一定条件下又可能释放到周边的土壤中。
[0004]然而，传统的修复方法在修复铜离子时遇到了比较大的问题，主要表现在以下两个方面：一方面，对细菌耐铜性的高尿素要求会使溶液的碱性较大，铵根离子较多，生成大量的铜氨络合物而影响其修复效率；另一方面，铜离子对细菌及其产物脲酶的毒性作用很大，很难使其在高浓度铜离子中保持活性，细菌及其产物脲酶失去活性则无法分解尿素，实现铜离子修复目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供生物矿化处理含铜废水方案的确定方法及该废水处理方法。本专利技术的提供一种生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，通过将培养后细菌加入预设组别中处理48h，测量处理过程中按照预设时间点测量体系脲酶活性、pH和铜离子浓度来确定处理方案，可有效准确获得高效处理铜污染废水的处理方案，可有效应用于指导含重金属废水处理工艺过程。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，其特征在于，包括：
[0007]步骤一、细菌活化：所述细菌活化为在活化培养基中进行；
[0008]步骤二、冷冻保存，具体包括：将活化培养后细菌与甘油混合，于
‑
20℃温度条件下冷冻保存；
[0009]步骤三、传代培养：所述传代培养为在传代培养基中进行；
[0010]步骤四、确定处理条件，具体包括：按照预设组别，将传代培养后菌液加入含铜废水中，处理48h，处理过程中按照预设时间点测量体系脲酶活性、pH和铜离子浓度，确定处理方案；
[0011]所述预设组别的设置方法包括：按照铜离子浓度将含铜废水分为多组，每组含铜废水均包括多个试样，以菌液占比为因素，菌液占比包括多个水平。
[0012]上述的生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，其特征在于，步骤一所述活化培养基pH为8～10，活化温度为25℃～35℃，摇床转速为 180rpm～200rpm，活化培养时间为24h～30h。
[0013]上述的生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，其特征在于，步骤一所述活化培养基包括：酵母提取物18g/L～22g/L、尿素18g/L～22g/L、氯化铵8g/L～12g/L、一水硫酸锰8mg/L～12mg/L和六水氯化镍20mg/L～28mg/L。
[0014]上述的生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，其特征在于，步骤一所述细菌为巴氏芽孢八叠球菌。
[0015]上述的生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，其特征在于，步骤二所述活化培养后细菌与甘油的质量比为7：3。
[0016]上述的生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，其特征在于，步骤三所述传代培养基pH为8～10，传代培养温度为25℃～35℃，摇床转速为 180rpm～200rpm，传代培养时间为24h～30h；所述传代培养基与所述活化培养基相同；所述传代培养过程中，含细菌体系在600nm波长处的吸光值 OD
600
为1.5～2.5。
[0017]上述的生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，其特征在于，步骤四所述预设时间点为0h、4h、12h、24h和48h。
[0018]上述的生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，其特征在于，所述预设组别的设置方法具体包括：按照铜离子浓度将含铜废水分为三组，所述铜离子浓度分别为20mM、40mM和60mM；每组中所述菌液占比均包括三个水平，所述水平为：1：(1.1～1.5)、1：(2.5～3.5)和1：(8.5～9.5)，所述水平为菌液体积/(菌液体积+含铜废水体积)。
[0019]此外，本专利技术还提供一种基于酸碱度调控的两步生物矿化处理含铜废水的方法，其特征在于，包括：将传代培养后菌液加入含铜废水中进行48h 处理；当所述含铜废水中铜离子的浓度为20mM时，菌液占比为1： (8.5～9.5)，当所述含铜废水中铜离子的浓度为40mM时，菌液占比为1： (8.5～9.5)，当所述含铜废水中铜离子的浓度为60mM时，菌液占比为1： (2.5～3.5)；所述菌液占比为菌液体积/(菌液体积+含铜废水体积)。
[0020]上述的方法，其特征在于，所述传代培养后菌液为依次经细菌活化、冷冻保存和传代培养后得到的菌液。
[0021]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0022]1、本专利技术提供一种生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，通过将培养后细菌加入预设组别中处理48h，测量处理过程中按照预设时间点测量体系脲酶活性、pH和铜离子浓度来确定处理方案，可有效准确获得高效处理铜污染废水的处理方案，可有效应用于指导含重金属废水处理工艺过程。
[0023]2、本专利技术提供一种基于酸碱度调控的两步生物矿化处理含铜废水的方法，通过培养细菌和在特定菌液占比条件下处理含铜废水，修复效率最高可达99％。
[0024]3、本专利技术该基于酸碱度调控的两步生物矿化处理含铜废水的方法中，通过培养细菌和在特定菌液占比条件下处理含铜废水，经过独立的两步，可有效避免铜离子对细菌脲酶的毒化作用，使得细菌在良好生产过程中分解底物尿素得到细菌胶结液，使铜污染处理
具有高的修复效率。
[0025]4、本专利技术该基于酸碱度调控的两步生物矿化处理含铜废水的方法中，通过将传代培养后的巴氏芽孢八叠球菌的菌液加入含铜废水中，可有效促进碳酸盐沉淀的快速形成，迅速降低体系中铜离子，避免其对细菌及其产物脲酶的毒化，为后续铜离子修复提供良好环境。
[0026]5、本专利技术的确定方法和处理方法原理合理，易于推广应用。
[0027]下面结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0028][0029]图1为20mM的含铜废水中脲酶活性与测量时间关系曲线图。
[0030]图2为第一组测量参数对应铜离子修复效率。
[0031]图3为第二组测量参数对应铜离子修复效率。
[0032]图4为第三组测量参数对应铜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，其特征在于，包括：步骤一、细菌活化：所述细菌活化为在活化培养基中进行；步骤二、冷冻保存，具体包括：将活化培养后细菌与甘油混合，于
‑
20℃温度条件下冷冻保存；步骤三、传代培养：所述传代培养为在传代培养基中进行；步骤四、确定处理条件，具体包括：按照预设组别，将传代培养后菌液加入含铜废水中，处理48h，处理过程中按照预设时间点测量体系脲酶活性、pH和铜离子浓度，确定处理方案；所述预设组别的设置方法包括：按照铜离子浓度将含铜废水分为多组，每组含铜废水均包括多个试样，以菌液占比为因素，菌液占比包括多个水平。2.根据权利要求1所述的生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，其特征在于，步骤一所述活化培养基pH为8～10，活化温度为25℃～35℃，摇床转速为180rpm～200rpm，活化培养时间为24h～30h。3.根据权利要求1所述的生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，其特征在于，步骤一所述活化培养基包括：酵母提取物18g/L～22g/L、尿素18g/L～22g/L、氯化铵8g/L～12g/L、一水硫酸锰8mg/L～12mg/L和六水氯化镍20mg/L～28mg/L。4.根据权利要求1所述的生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，其特征在于，步骤一所述细菌为巴氏芽孢八叠球菌。5.根据权利要求1所述的生物矿化处理含铜废水方案的确定方法，其特征在于，步骤二所述活化培养后细菌与甘油的质量比为7：3。6.根据权利要求1所述的生物矿化处理含铜废水方案的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢毅鑫，郑文杰，薛中飞，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：