一种细菌型生物吸附剂及其制备方法及应用技术

本发明专利技术属于环保的技术领域，公开了一种细菌型生物吸附剂及其制备方法及应用。所述方法为：(1)将铜绿假单胞菌的菌悬液、含铁离子的改性液以及水进行混合，得到混合液；(2)将混合液进行恒温振荡反应，离心洗涤，得到细菌型生物吸附剂。本发明专利技术的方法简单，成本较低，操作周期短；所制备的吸附剂保持了对六价铬原有的还原能力，且其吸附效率明显增高、吸附速度明显加快，对六价铬具有非常好去除效率。

A bacterial biosorption agent and its preparation and Application

The invention belongs to the technical field of environmental protection, and discloses a bacterial bioadsorbent and a preparation method and application. The method is as follows: (1) mixing the suspension of bacteria and the iron ions and the water to obtain the mixed liquid; (2) the mixed liquid is subjected to constant temperature oscillating reaction and centrifugal washing to obtain bacterial biosorption. The invention has the advantages of simple method, low cost and short operation period. The prepared adsorbent maintains the original reduction ability of six valence chromium, and its adsorption efficiency is obviously increased, its adsorption speed is obviously accelerated, and it has a very good removal efficiency for six valent chromium.

【技术实现步骤摘要】
一种细菌型生物吸附剂及其制备方法及应用
本专利技术属于环保的
，具体涉及一种细菌型生物吸附剂及其制备方法与应用。
技术介绍
铬及其化合物是重要的工业原料，广泛应用于电镀、制革、印染等行业。环境中的铬污染主要来源于工业生产中大量含铬废水、废气、废渣的排放。铬酸盐具有致癌性、致突变性，对生态环境造成了很大程度的威胁。铬在环境中最稳定、最常见的形式为Cr(VI)和Cr(III)，而Cr(VI)为吸入性剧毒物质，具有强氧化性且易溶于水，其对生物体的毒性远超过Cr(III)。世界各国及相关组织颁布了严格的法令来控制铬污染的排放，如何解决六价铬离子的污染问题已经成为热点。吸附法被认为是水体中微量重金属去除的理想方法，吸附法的关键在于吸附剂的选择。生物吸附通过吸附、还原等过程，活微生物体、死微生物体或生物质和细胞产物可以将金属或类金属有效去除，这种方法成本低、生物污泥量小、无二次污染问题，同时也不需要提供额外的营养等维护成本，得到了广大研究人员的关注。对生物吸附剂进行一定的改性，改变吸附剂表面的性质可促进其对目标重金属的吸附性能。本专利技术通过化学修饰微生物，改变其表面电荷的性质，从而获得一种高效吸附Cr(VI)的吸附剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种工艺简易、操作方便、成本低廉、效果良好的细菌型生物吸附剂的制备方法。本专利技术通过化学修饰铜绿假单胞菌，提高了铜绿假单胞菌对Cr(VI)的去除效果。本专利技术的另一目的在于提供上述方法获得的细菌型生物吸附剂。本专利技术的另一目的在于提供上述细菌型生物吸附剂的应用。所述细菌型生物吸附剂用于吸附Cr(VI)。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种细菌型生物吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将铜绿假单胞菌的菌悬液、含铁离子的改性液以及水进行混合，得到混合液；(2)将混合液进行恒温振荡反应，离心洗涤，得到细菌型生物吸附剂。步骤(1)中所述混合液中铁离子的浓度为0～1000mg/L且铁离子的浓度不为0，优选为200～1000mg/L，更优选400～1000mg/L；所述混合液中铜绿假单胞菌的浓度为0.25-2.0g/L(以干重计)。步骤(1)中所述含铁离子的改性液为三氯化铁的水溶液；步骤(2)中所述恒温振荡反应的温度为35-37℃，恒温振荡反应的时间为12～30h。所述恒温振荡反应的转速为150-200rpm。步骤(1)中所述铜绿假单胞菌的保藏号为CCTCCAB93066。步骤(1)中所述铜绿假单胞菌的菌悬液是将细菌活化培养后形成菌体在NB培养液中扩大培养，得到浓菌液；将浓菌液用无菌去离子水离心洗涤后，将菌体悬于无菌去离子水中，得到菌悬液；所述扩大培养是指培养13-16h至生长对数期，所述浓菌液为处于生长对数期的铜绿假单胞菌菌液。所述离心洗涤的条件为以5000-10000rpm转速离心洗涤5-10min；所述离心洗涤的次数为3-5次。洗涤是指采用去离子水洗涤。所述细菌活化培养的具体操作为：将储存的细菌挑1～2环至无菌NB培养液中震荡培养13-16小时，得到培养的菌液A；取1-2mL培养的菌液A至含Cr(VI)浓度为50-200mg/L的无菌NB培养液中震荡培养13-16小时，得到培养的菌液B；取1-2mL培养的菌液B至含Cr(VI)浓度为50-200mg/L的无菌NB培养液中震荡培养13-16小时，得到培养的菌液C；取1-2mL培养的菌液C继续振荡培养，按此接代培养3-5次，得到具有稳定还原Cr(VI)能力的细菌。所述振荡培养的温度为35-37℃，振荡培养的转速为150-200rpm所述NB培养液的配方为蛋白胨3-8g/L、NaCl3-8g/L、牛肉膏1-5g/L。步骤(1)中所述菌悬液的浓度满足以下条件：菌悬液通过水稀释100倍后，在紫外分光光度计600nm处的吸光度值为A＝0.8-1.5。此时菌悬液的细菌干重为35.3-57.3g/L。步骤(1)中所述菌悬液保存在4℃冰箱里备用。步骤(2)中所述细菌型生物吸附剂无需脱水干燥，将其直接置于水中4℃冰箱保存，经检验该方法保存时间长久。所述细菌型生物吸附剂通过上述方法得到。所述细菌型生物吸附机用于处理含六价铬的废水。所述细菌型生物吸附剂在处理含六价铬的废水时，吸附剂在废水中的浓度为0.2-3.0g/L(以干重计)；所述废水的pH为1-12，优选为2-5；处理的时间为2～5小时，处理的温度为25-55℃，废水中六价铬离子浓度为10-100mg/L。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点与技术效果：(1)本专利技术的方法简单，操作方便，成本较低，操作周期短；(2)本专利技术使用的改性剂三氯化铁是自然界中常见成分，价格低廉，来源广泛，无环境污染；(3)与改性前的铜绿假单胞菌相比，本专利技术制备的细菌型生物吸附剂即改性的铜绿假单胞菌保持对六价铬原有的还原能力，且其吸附效率明显增高、吸附速度明显加快。附图说明图1为实施例2中不同浓度铁离子改性铜绿假单胞菌制备的细菌型生物吸附剂对Cr(VI)吸附柱状图；图2为实施例3中铁离子改性不同浓度铜绿假单胞菌制备的细菌型生物吸附剂对Cr(VI)吸附的曲线图；原细菌即未改性的细菌铜绿假单胞菌，改性细菌为细菌型生物吸附剂；图3为实施例4制备的细菌型生物吸附剂的SEM图；图3a为原细菌(即未改性的细菌铜绿假单胞菌)，图3b为细菌型生物吸附剂(即改性细菌)；图4为实施例4制备的细菌型生物吸附剂的EDS图；图4a为原细菌(即未改性的细菌铜绿假单胞菌)，图4b为细菌型生物吸附剂(即改性后的细菌)；图5为实施例4制备的细菌型生物吸附剂的红外谱(FTIR)图；原细菌即未改性的细菌铜绿假单胞菌，改性细菌为细菌型生物吸附剂；图6为实施例5中pH对实施例4制备的细菌型生物吸附剂吸附Cr(VI)的影响曲线图。具体实施方式下面结合具体实施例以及附图，对本专利技术作进一步的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例中所述NB培养液包含以下组分：蛋白胨5g/L、NaCl5g/L、牛肉膏3g/L，调pH为7.0-7.2；上述NB培养液灭菌后，加入过滤灭菌后的Cr(VI)溶液，使终浓度为50-200mg/L，即得试验所需的含Cr(VI)浓度50-200mg/L的NB培养液。本专利技术中所述的铜绿假单胞菌是购买于中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCCAB93066(公开于：汪萍萍等，铜绿假单胞菌对白腐菌产木质纤维降解酶的影响，《环境科学学报》第31卷第10期，2025-2031)。实施例1铜绿假单胞菌菌悬液的制备，包括以下步骤：(1)铜绿假单胞菌的活化培养：将平板储存的铜绿假单胞菌挑一至两环至无菌NB培养液中振荡培养14.5h(37℃、150r/min)，得到培养的菌液A；取1-2mL培养的菌液A(接种量4％)至含Cr(VI)浓度为50mg/L的无菌NB培养液中震荡培养14.5小时，得到培养的菌液B；取1-2mL培养的菌液B至含Cr(VI)浓度为100mg/L的无菌NB培养液中振荡培养14.5h(14.5h就是生长对数期的最佳时间)，得到培养的菌液C；再取1-2mL培养的菌液C至含Cr(VI)浓度为150mg/L的无菌NB培养液中振荡培养14.5h，得到培养的菌液D；最后取1-2mL培养的菌液D至含Cr(VI)浓度为200mg/L的无菌NB培养液中振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细菌型生物吸附剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将铜绿假单胞菌的菌悬液、含铁离子的改性液以及水进行混合，得到混合液；(2)将混合液进行恒温振荡反应，离心洗涤，得到细菌型生物吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种细菌型生物吸附剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将铜绿假单胞菌的菌悬液、含铁离子的改性液以及水进行混合，得到混合液；(2)将混合液进行恒温振荡反应，离心洗涤，得到细菌型生物吸附剂。2.根据权利要求1所述细菌型生物吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述混合液中铁离子的浓度为0～1000mg/L且铁离子的浓度不为0；所述混合液中铜绿假单胞菌的浓度为0.25-2.0g/L，以干重计；步骤(1)中所述含铁离子的改性液为三氯化铁的水溶液。3.根据权利要求2所述细菌型生物吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述混合液中铁离子的浓度为200～1000mg/L。4.根据权利要求1所述细菌型生物吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述恒温振荡反应的温度为35-37℃，恒温振荡反应的时间为12-30h，所述恒温振荡反应的转速为150-200rpm；步骤(1)中所述铜绿假单胞菌的保藏号为CCTCCAB93066。5.根据权利要求1所述细菌型生物吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述铜绿假单胞菌的菌悬液是将细菌活化培养后形成菌体在NB培养液中扩大培养，得到浓菌液；将浓菌液用无菌去离子水离心洗涤后，将菌体悬于无菌去离子水中，得到菌悬液；所述扩大培养是指培养13-16h至生长对数期，所述浓菌液为处于生长对数期的铜绿假单胞菌菌液。6.根据权利要求5所述细菌型生物吸附剂的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴平霄，喻浪风，尹华，党志，朱能武，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44