申請(qǐng)日2014.04.24

　　公開(kāi)(公告)日2014.07.30

　　IPC分類(lèi)號(hào)B01J20/24; B01J20/30; C12R1/885; C12N11/12; C02F3/34

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑及其制備與應(yīng)用，屬于污水處理材料生產(chǎn)制造技術(shù)領(lǐng)域。該吸附劑由黃綠木霉真菌純培養(yǎng)活菌、玉米芯顆粒及包埋劑制成，粒徑4-6mm;制備：黃綠木霉菌經(jīng)培養(yǎng)、無(wú)菌水洗滌后獲得分生孢子懸液，玉米芯經(jīng)洗滌、干燥、粉碎后篩選粒徑為1-2mm的顆粒，分生孢子經(jīng)吸附、包埋、培養(yǎng)、凍干，即成。應(yīng)用：取黃綠木霉顆粒吸附劑，加入到含鈾水溶液中，震蕩，吸附。本發(fā)明制備的顆粒吸附劑成本低廉、操作簡(jiǎn)便、不會(huì)造成二次污染，且易于從水溶液中分離，可重復(fù)使用，能有效吸附并回收水溶液中的鈾離子。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑，其特征在于包括下列原料：黃綠木霉菌分生孢子懸液濃度為106個(gè)/ml，使用量為10ml、玉米芯顆粒0.15g，黃綠木霉顆粒吸附劑粒徑為4-6mm。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑，其特征是黃綠木霉菌分生孢子懸液的制備方法為：將黃綠木霉菌接種至PDA固體培養(yǎng)基，28℃靜置培養(yǎng)5-6d至產(chǎn)生分生孢子，用5ml無(wú)菌蒸餾水洗滌菌體表面，制成分生孢子懸液，用無(wú)菌蒸餾水調(diào)節(jié)孢子濃度至106個(gè)/ml。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑，其特征是所述玉米芯顆粒的粒徑優(yōu)選為1-2mm。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑，其特征是玉米芯顆粒的制備方法為：將玉米芯用清水洗滌，干燥箱60℃烘干12h至恒重，用粉碎機(jī)將玉米芯粉碎，篩選粒徑在1-2mm的顆粒，121℃高壓蒸汽滅菌30min，室溫冷卻。

　　5.一種權(quán)利要求1所述的處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑的制備方法，其特征在于：將黃綠木霉菌接種至PDA固體培養(yǎng)基，28℃靜置培養(yǎng)5-6d至產(chǎn)生分生孢子，用5ml無(wú)菌蒸餾水洗滌菌體表面，制成分生孢子懸液，用無(wú)菌蒸餾水調(diào)節(jié)孢子濃度至106個(gè)/ml;將玉米芯用清水洗滌，干燥箱60℃烘干12h至恒重，用粉碎機(jī)將玉米芯粉碎，篩選粒徑在1-2mm的顆粒，121℃高壓蒸汽滅菌30min，室溫冷卻;在無(wú)菌條件下，在50ml離心管中加入0.15g玉米芯顆粒，加入10ml分生孢子懸液，輕微震蕩混勻后，室溫靜置48h，分生孢子在玉米芯顆粒表面的吸附量約為6×107個(gè)分生孢子/g;將吸附分生孢子的玉米芯顆粒，轉(zhuǎn)移到10ml 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的海藻酸鈉溶液中，室溫靜置30min，然后將玉米芯顆粒轉(zhuǎn)移到10ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的CaCl2溶液中，室溫靜置20min后，加入到10ml質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.9%的生理鹽水中，室溫震蕩2min，過(guò)濾取玉米芯顆粒，重復(fù)洗滌1次;將包埋黃綠木霉分生孢子的玉米芯顆粒加入100ml PD液體培養(yǎng)基中，28℃，130r/min震蕩培養(yǎng)48h，過(guò)濾，獲得顆粒培養(yǎng)物，將所獲顆粒培養(yǎng)物放入冷凍干燥機(jī)，-65℃條件下干燥72h，即獲得黃綠木霉顆粒吸附劑。

　　6.一種如權(quán)利要求1所述的一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑的應(yīng)用，其特征是處理含鈾廢水的方法為：調(diào)節(jié)待處理的含鈾廢水的pH為3.28-8.63，然后加入顆粒吸附劑，震蕩，吸附，其中含鈾廢水的濃度為25μg/ml，含鈾廢水和吸附劑的比例為50ml：0.03g，吸附溫度為14-30℃，吸附時(shí)間為0.5h-24h，震蕩速度為145r/min。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑的應(yīng)用，其特征在于：所述調(diào)節(jié)pH值為用0.1mol/L的HCl/NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑的應(yīng)用，其特征在于：所述pH優(yōu)選6.23。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑的應(yīng)用，其特征在于：所述溫度優(yōu)選28℃，吸附時(shí)間優(yōu)選6h。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑及其制備與應(yīng)用

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于廢水吸附劑及其制備和應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑及其制備與應(yīng)用。

　　背景技術(shù)

　　生物吸附法處理含重金屬?gòu)U水是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域。生物吸附法作為處理重金屬污染的一項(xiàng)新技術(shù)，與其它同類(lèi)技術(shù)如蒸發(fā)、化學(xué)沉淀、活性炭吸附、離子交換樹(shù)脂電滲析等相比，具有吸附成本低、效率高、不會(huì)造成二次污染等特點(diǎn)，在處理含重金屬?gòu)U水方面有著廣闊的應(yīng)用前景。大量研究表明，多種微生物如細(xì)菌、真菌和藻類(lèi)等均可被用于重金屬離子的生物吸附。其中絲狀真菌如Rhizopus arrhizus、Penicillium chrysogenum、Trichoderma viride、Aspergillus niger等已被證明對(duì)Cu2+、Cr6+、Pb2+、Ni2+、Cd2+、Zn2+等多種金屬離子有較強(qiáng)的吸附能力，同時(shí)具有安全、產(chǎn)量高、易于培養(yǎng)和生長(zhǎng)的優(yōu)良特性。

　　除以上優(yōu)良特性外，從操作可行性及經(jīng)濟(jì)性方面考慮，微生物吸附劑還應(yīng)具有以下條件：理想的粒度、形狀、機(jī)械強(qiáng)度，以便在連續(xù)流系統(tǒng)中應(yīng)用;高效、快速、廉價(jià)的水溶液兩相分離性;可重復(fù)使用性，且再生時(shí)吸附劑損失量小，吸附量不受影響等。微生物細(xì)胞固定化處理，是成功實(shí)現(xiàn)以上條件的主要技術(shù)之一。固定化技術(shù)是利用化學(xué)的或物理的手段將游離細(xì)胞定位于限定的空間區(qū)域，并使之成為不懸浮于水仍保持生物活性，并可反復(fù)利用的方法。與游離細(xì)胞相比，固定化細(xì)胞具有效率更高、穩(wěn)定性強(qiáng)、反應(yīng)易于控制、菌種高純高效、微生物濃度高、污泥量少、固液分離效果好、活性不易喪失等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境生物工程中越來(lái)越受到關(guān)注。目前對(duì)微生物細(xì)胞的固定化主要采用單一載體，包括海藻酸鈉、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚胺酯、硅藻土等。本發(fā)明為了進(jìn)一步提高固定化顆粒的性能，采用了雙載體固定法——以廉價(jià)的玉米芯顆粒為核心載體，輔以低濃度的海藻酸鈉進(jìn)行包埋，達(dá)到了良好的效果。

　　黃綠木霉菌是一類(lèi)適應(yīng)能力強(qiáng)，生長(zhǎng)迅速，能高效利用纖維素的一類(lèi)絲狀真菌。截止目前，對(duì)固定化處理的黃綠木霉吸附水溶液中鈾等重金屬離子的能力，國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑及其制備與應(yīng)用，該發(fā)明成本低廉、制作過(guò)程簡(jiǎn)單，所獲得吸附劑機(jī)械強(qiáng)度高、易于實(shí)現(xiàn)與水溶液的兩相分離、可重復(fù)使用，對(duì)含鈾廢水有良好的處理效果。

　　一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑，其特征在于包括下列原料：黃綠木霉菌分生孢子懸液濃度為106個(gè)/ml，使用量為10ml、玉米芯顆粒0.15g，黃綠木霉顆粒吸附劑粒徑為4-6mm。

　　所述黃綠木霉菌分生孢子懸液的制備方法為：將黃綠木霉菌接種至PDA固體培養(yǎng)基，28℃靜置培養(yǎng)5-6d至產(chǎn)生分生孢子，用5ml無(wú)菌蒸餾水洗滌菌體表面，制成分生孢子懸液，用無(wú)菌蒸餾水調(diào)節(jié)孢子濃度至106個(gè)/ml。

　　所述玉米芯顆粒的粒徑優(yōu)選為1-2mm。

　　所述玉米芯顆粒的制備方法為：將玉米芯用清水洗滌，干燥箱60℃烘干12h至恒重，用粉碎機(jī)將玉米芯粉碎，篩選粒徑在1-2mm的顆粒，121℃高壓蒸汽滅菌30min，室溫冷卻。

　　一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑的制備方法：將黃綠木霉菌接種至PDA固體培養(yǎng)基，28℃靜置培養(yǎng)5-6d至產(chǎn)生分生孢子，用5ml無(wú)菌蒸餾水洗滌菌體表面，制成分生孢子懸液，用無(wú)菌蒸餾水調(diào)節(jié)孢子濃度至106個(gè)/ml;將玉米芯用清水洗滌，干燥箱60℃烘干12h至恒重，用粉碎機(jī)將玉米芯粉碎，篩選粒徑在1-2mm的顆粒，121℃高壓蒸汽滅菌30min，室溫冷卻;在無(wú)菌條件下，在50ml離心管中加入0.15g玉米芯顆粒，加入10ml分生孢子懸液，輕微震蕩混勻后，室溫靜置48h，分生孢子在玉米芯顆粒表面的吸附量約為6×107個(gè)分生孢子/g;將吸附分生孢子的玉米芯顆粒，轉(zhuǎn)移到10ml 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的海藻酸鈉溶液中，室溫靜置30min，然后將玉米芯顆粒轉(zhuǎn)移到10ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的CaCl2溶液中，室溫靜置20min后，加入到10ml質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.9%的生理鹽水中，室溫震蕩2min，過(guò)濾取玉米芯顆粒，重復(fù)洗滌1次;將包埋黃綠木霉分生孢子的玉米芯顆粒加入100ml PD液體培養(yǎng)基中，28℃，130r/min震蕩培養(yǎng)48h，過(guò)濾，獲得顆粒培養(yǎng)物，將所獲顆粒培養(yǎng)物放入冷凍干燥機(jī)，-65℃條件下干燥72h，即獲得黃綠木霉顆粒吸附劑。

　　一種處理含鈾廢水的黃綠木霉顆粒吸附劑的應(yīng)用，處理含鈾廢水的方法為：調(diào)節(jié)待處理的含鈾廢水的pH為3.28-8.63，然后加入顆粒吸附劑，震蕩，吸附，其中含鈾廢水的濃度為25μg/ml，含鈾廢水和吸附劑的比例為50ml：0.03g，吸附溫度為14-30℃，吸附時(shí)間為0.5h-24h，震蕩速度為145r/min。

　　所述調(diào)節(jié)pH值為用0.1mol/L的HCl/NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH。

　　所述pH優(yōu)選6.23。

　　所述溫度優(yōu)選28℃，吸附時(shí)間優(yōu)選6h。

　　本發(fā)明的有益效果

　　(1)本發(fā)明制備的黃綠木霉顆粒吸附劑成本低廉，制備方法簡(jiǎn)便，穩(wěn)定性強(qiáng)，固液分離效果好，可重復(fù)使用，不會(huì)造成二次污染;

　　(2)本發(fā)明的黃綠木霉顆粒吸附劑對(duì)含鈾廢水中鈾離子的吸附率高，吸附效果好。