专利名称：高新黄孢原毛平革菌去除水体中重金属污染物的技术
技术领域：
本发明涉及微生物应用领域和废水处理领域，尤其涉及一种黄孢原毛平革菌在处理重金属废水中的应用。
背景技术：
目前在废水处理领域，黄孢原毛平革菌被用于治理重金属废水在近几年来受到了 国内外学者的重视，现有技术利用黄孢原毛平革菌去除废水中重金属主要采用生物吸附 法。生物吸附法具有去除效率高、速度快、成本低、不会造成二次污染等优点。然而利用黄 孢原毛平革菌吸附反应处理废水，普遍存在反应条件较为苛刻的问题，这是大规模实际应 用黄孢原毛平革菌吸附重金属的主要障碍。例如，目前利用黄孢原毛平革菌处理重金属废水采用较多的静止吸附法，在重金 属废水中投加干燥或改性后的黄孢原毛平革菌(多为失去活性的死菌)，增加了处理成本， 并且重复利用效果差；当废水成分复杂时，处理效果不理想，也是实际应用时需要解决的问 题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种菌丝无需改 造和预处理、可以重复利用、反应条件简单和可处理复杂成分水体的利用黄孢原毛平革菌 去除水体中重金属污染物的方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种利用黄孢原毛平革菌去除水 体中重金属污染物的方法，具体包括以下步骤
(1)生长阶段将黄孢原毛平革菌chrysosporium)孢子粉末悬浮于无菌水中制 成孢子悬液，再将该孢子悬液接种到液体培养基中，于35°C 39°C温度下振荡培养72h 84h，培养时转速控制在160rpm 180rpm，过滤后得黄孢原毛平革菌菌球；
(2)吸附阶段将上述黄孢原毛平革菌菌球添加至含重金属废水中，每升废水的投加 量为湿重50g IOOg (按黄孢原毛平革菌菌球湿重计)，调节废水的pH值至5. 5 6. 5，于 25°C 40°C恒温条件下进行吸附反应，反应时转速控制在120rpm 140rpm，反应时间不少 于6h，反应后过滤废水，回收菌球，完成一次去除过程；
(3)回收循环利用将步骤(2)中回收的菌球经去离子水清洗后加入培养基中继续培 养，选用的培养基和培养条件与上述步骤(1)相同，培养完成后得到黄孢原毛平革菌再生菌 球，将该黄孢原毛平革菌再生菌球加入至待处理的重金属废水中，并按照上述步骤(2)中的 工艺参数进行吸附处理，重复本步骤以循环利用。作为对上述技术方案的进一步改进，所述废水中重金属的总浓度优选为IOmg/ L 100mg/L。上述技术方案中，所述废水中含重金属镉时，镉的总浓度优选为10mg/L 60mg/ L0
上述技术方案中，所述废水中含重金属铜时，铜的总浓度优选为20mg/L IOOmg/ L0上述技术方案中，所述黄孢原毛平革菌再生菌球进行循环利用的重复次数优选为 2 3次。与现有技术相比，本发明的优点在于
1、本发明的方法是直接将未经改造和预处理的黄孢原毛平革菌菌球加入工业废水中， 以去除废水中重金属，操作条件相对简单且容易实施；
2、本发明中黄孢原毛平革菌可以在低浓度重金属废水中生长，通过生长阶段和吸附阶 段循环运作，可以重复利用黄孢原毛平革菌对重金属废水进行处理，降低了培养吸附材料 的成本；
3、常温运行可以避免将含重金属废水升温带来的高能耗问题。
图1为本发明实施例1反应前的黄孢原毛平革菌菌球在电子扫描电镜下的微观结 构示意图2为本发明实施例1反应后的黄孢原毛平革菌菌球在电子扫描电镜下的微观结构示 意图3为本发明实施例2反应后的黄孢原毛平革菌菌球在电子扫描电镜下的微观结构示 意图。
具体实施例方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。实施例1
一种本发明的利用黄孢原毛平革菌去除废水中重金属镉的方法，包括以下步骤 (1)生长阶段将黄孢原毛平革菌BKM-F1767 (在美国标准菌种收藏所的保藏编号为 ATCC 24725，优选采用该菌株，但不限于此)孢子粉末悬浮于无菌水中制成孢子悬液，再将 该孢子悬液接种到Kirk液体培养基(优选采用该培养基，但不限于此)中，于37°C温度下振 荡培养72h，培养时转速控制在160rpm，过滤后得到如图1所示的黄孢原毛平革菌菌球，其 中，Kirk 液体培养基的主要成分为0. 2g/L KH2O4,0. 05g/L MgSO4 · 7Η20，0· Olg/L CaCl2, lmL/L无机溶液，0. 5mL/L维生素溶液，1. 2mmol/L酒石酸氨，1% (质量分数)葡萄糖，20mmol/ L的乙酸钠。(2)吸附阶段将上述培养好的黄孢原毛平革菌菌球添加至含镉废水中，添加量为 5g/100mL废水(以黄孢原毛平革菌菌球湿重计，下同)，含镉废水的浓度为60mg/L，调节废水 的PH值至6 . 5，于25°C恒温条件下进行吸附反应，反应时转速控制在140rpm，振荡反应6h， 完成对废水中镉的吸附，反应后过滤废水，回收菌球，利用黄孢原毛平革菌菌球完成一次去 除过程。其中，最优含镉废水浓度和pH值参数的选取分别通过以下实验得到 i)含镉废水PH值
用NaOH (或HNO3)调节镉初始浓度为20mg/L的含培养液(培养液的比例为50%)的废水的PH值，分别配制成pH值变化范围为3. 5 8. 5的六个待处理废水样品，然后投入培养 好的黄孢原毛平革菌菌球(湿重5g/100mL废水)，在温度为25°C且摇床转速为140rpm条件 下，振荡反应6h，完成对废水中镉的吸附。测定各废水样品经处理后镉浓度，测定结果见表1。表1 黄孢原毛平革菌在不同pH值条件下对镉的吸附
pH 值13. 5 14. 5 15.5 丨6. 5 17. 5 丨8. 5
去除率(％)16. 57~14. 48 72703~91. 97 54.94 13.36
生物吸附量(mg/g) 丨4. 41 丨3. 56 |l7. 63 丨25. 18 |l3. 28 丨3. 01
由表1可知，当pH值在5. 5 6. 5之间变化时，黄孢原毛平革菌对镉去除率较高。且
在pH值为6. 5时，镉的去除率都达到最大值，为91. 97%。ii)含镉废水浓度
用NaOH (或HNO3)调节镉初始浓度分别为10、20、30、40、50和60mg/L的含培养液(培 养液的比例为50%)的废水的pH值，使其pH为6. 5，然后投入培养好的黄孢原毛平革菌菌球 (湿重5g/100mL废水)，在温度为25°C且摇床转速为140rpm条件下，振荡反应6h，完成对废 水中镉的吸附。测定各废水样品经处理后镉浓度，测定结果见表2。表1 黄孢原毛平革菌在不同镉初始浓度下对镉的吸附
权利要求
1.一种黄孢原毛平革菌去除水体中重金属污染物的方法，其特征在于包括以下步骤(1)生长阶段将黄孢原毛平革菌Chrysosporium^孢子粉末悬浮于无菌水中制 成孢子悬液，再将该孢子悬液接种到液体培养基中，于35°C 39°C温度下振荡培养72h 84h，培养时转速控制在160rpm 180rpm，过滤后得黄孢原毛平革菌菌球；(2)吸附阶段将所述黄孢原毛平革菌菌球添加至含重金属废水中，每升废水的投加量 为湿重50g 100g，调节废水的pH值至5. 5 6. 5，于25°C 40°C恒温条件下进行吸附反 应，反应时转速控制在120rpm 140rpm，反应时间不少于6h，反应后过滤废水，回收菌球， 完成一次去除过程；(3)回收循环利用将步骤(2)中回收的菌球经去离子水清洗后加入培养基中继续培 养，选用的培养基和培养条件与上述步骤(1)相同，培养完成后得到黄孢原毛平革菌再生菌 球，将该黄孢原毛平革菌再生菌球加入至待处理的重金属废水中，并按照上述步骤(2)中的 工艺参数进行吸附处理；重复本步骤以循环利用。
2.根据权利要求1所述的黄孢原毛平革菌去除水体中重金属污染物的方法，其特征 在于所述废水中重金属的总浓度为10mg/L 100mg/L。
3.根据权利要求2所述的黄孢原毛平革菌去除水体中重金属污染物的方法，其特征 在于所述废水中含重金属镉，所述镉的总浓度为10mg/L 60mg/L。
4.根据权利要求2或3所述黄孢原毛平革菌去除水体中重金属污染物的方法，其特征 在于所述废水中含重金属铜，所述铜的总浓度为20mg/L 100mg/L。
5.根据权利要求1所述的黄孢原毛平革菌去除水体中重金属污染物的方法，其特征 在于所述黄孢原毛平革菌再生菌球进行循环利用的重复次数为2 3次。
全文摘要
本发明公开了一种黄孢原毛平革菌去除水体中重金属污染物的方法，该方法是先将黄孢原毛平革菌孢子粉制成孢子悬液，再接种到液体培养基中振荡培养，过滤后得黄孢原毛平革菌菌球；将菌球添加至废水中，调节废水的pH值，恒温条件下进行吸附反应，反应后过滤废水，回收菌球，完成一次去除过程；将回收的菌球经去离子水清洗后加入培养液中继续培养，得到黄孢原毛平革菌再生菌球，将该黄孢原毛平革菌再生菌球加入至待处理的重金属废水中以进行循环利用。本发明的方法菌丝无需改造和预处理，可以重复利用，反应条件简单，可处理复杂成分水体。
文档编号C02F1/28GK102101729SQ201110007639
公开日2011年6月22日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者张文娟, 曾光明, 王亮, 范佳琦, 邹正军, 陈安伟, 陈桂秋 申请人:湖南大学
