一种凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂及其制备方法，其步骤为：将凹凸棒土、高岭土、粉煤灰、碳酸氢钠、壳聚糖混匀后研磨至粉末状，加入去离子水拌合成浆体，通过造粒机制备球形颗粒；将制备的球形颗粒置于烘箱中干燥，干燥后的球形颗粒置于马弗炉进行预热、焙烧，自然冷却至常温获得多孔凹凸棒土基载体；将光合菌接种至培养基中恒温培养，获得芽孢培养液，喷雾干燥制备光合菌菌粉；将光合菌菌粉与多孔凹凸棒土基载体混合均匀，置于负压条件下充分拌合，获得凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂。本发明专利技术的凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂可用于重金属污染修复，与传统方法相比，本发明专利技术效果好、工艺便捷、成本低，且无二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂及其制备方法
本专利技术属于环境科学、材料学、微生物学领域交叉的科学技术，涉及一种凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂及其制备方法。
技术介绍
随着科技的进步和社会的发展，有色金属矿的大量开采和工业三废的持续排放，对生态环境造成了极其严重的破坏，重金属污染问题尤为突出。据统计，我国近20％的耕地面积受到了不同程度的重金属污染，污染区域面积超过2000万公顷，我国每年被重金属污染的粮食总量达1200万吨，直接经济损失约200亿元。2010年福建省紫金山铜矿发生泄漏，导致9100m3污水渗漏到汀江流域，造成了沿江地区水质污染，大量鱼类死亡；2011年陆良化工实业有限公司将5000多吨的重毒化工废料铬渣随意丢放，六价铬含量严重超标，造成了极其严重的影响；2011年浙江海久电池股份有限公司发生铅污染事件，湖州市周边血铅超标人数累计达322人；2012年广西龙江河发生镉污染事件，从污染地河池市一直波及到下游的柳州市，威胁到周围人群的饮水安全。由于重金属污染造成的重特大事件频发，引起了广大科研工作者的广泛关注。针对重金属污染的修复，国内外科研工作者开展了大量的研究工作。目前，主要方法有物理法、化学法和生物修复法，物理法包括离子交换技术、吸附法、膜分离技术三种技术；化学法主要用于较高浓度的重金属离子废水处理，包括化学浮选法、化学沉淀法及氧化还原法；生物修复方法是目前重金属污染治理领域的热门研究方向，包括植物修复技术和微生物吸附技术。尽管上述方法在重金属污染修复方面有不同程度的效果，但普遍存在成本高、工艺复杂、周期长、二次污染等诸多问题，难以大规模的推广应用。因此，亟需研发修复效果优越、工艺便捷、无二次污染且价格低廉的重金属污染修复新材料和新技术。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是解决重金属污染的修复效果差、工艺复杂、成本高和二次污染等问题，提供一种凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂，其特征在于，它以凹凸棒土基颗粒为载体，凹凸棒土基颗粒吸附光合菌菌粉，在凹凸棒土基颗粒中，凹凸棒土的含量最高。优选地，凹凸棒土基颗粒中，还含有高岭土、粉煤灰、碳酸氢钠、壳聚糖凹凸棒土的含量高于其它含量的总和。为实现上述目的，本专利技术还提供了上述凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括多孔凹凸棒土基载体的制备步骤：(1)将凹凸棒土、高岭土、粉煤灰、碳酸氢钠、壳聚糖按照配比混匀后研磨至粉末状，加入去离子水拌合成浆体，通过造粒机制备粒径为1～10mm的球形颗粒；(2)将制备的球形颗粒置于烘箱中干燥，干燥后的球形颗粒置于马弗炉进行预热，预热温度200±10℃、预热时间10-15分钟，焙烧完成后自然冷却至常温获得多孔凹凸棒土基载体；所述制备方法包括光合菌菌粉的制备步骤：将光合菌接种至培养基中，恒温培养24～48小时获得光合菌培养液，向培养液中加入芽孢高效转化剂，获得浓度为107～108个/mL芽孢培养液，喷雾干燥制备粒径1～5μm光合菌菌粉；所述制备方法包括混合的步骤：将光合菌菌粉与多孔凹凸棒土基载体混合均匀，置于负压条件下充分拌合，获得凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂。进一步地，所述去离子水与凹凸棒土的质量比为(10～50)：100；进一步地，所述高岭土与凹凸棒土的质量比为(5～20)：100；所述粉煤灰与凹凸棒土的质量比为(5～20)：100；所述碳酸氢钠与凹凸棒土的质量比为(1～10)：100；所述壳聚糖与凹凸棒土的质量比为(1～10)：100。进一步地，所述烘箱中干燥的干燥温度100±10℃、干燥时间12～24小时；进一步地，所述焙烧的温度1100±20℃、焙烧时间5～10分钟。进一步地，所述培养基为1000mL去离子水、蛋白胨5～10g、酵母1～3g、牛肉浸取物1～5g；所述芽孢高效转化剂为氯化锰、添加量为1～5g/L。进一步地，所述喷雾干燥温度为105～110℃、速度为5～20mL/min。进一步地，所述光合菌菌粉与多孔凹凸棒土基载体的质量比为(1～10)：100。本专利技术的凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂的使用方法为：将凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂置于含重金属离子的污水中，缓慢搅拌或污水处于流动状态(比如处于循环流动)下，监测污水中重金属离子浓度。本专利技术的凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂的最佳环境使用温度(污水水温)为15～35℃。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、与传统的物理化学方法、植物方法相比，通过凹凸棒土富集、微生物钝化耦合修复游离态重金属离子污染，修复速度更快、修复效果更好；2、采用凹凸棒土基载体固定微生物修复重金属污染，凹凸棒土基载体多而密的孔道为固定微生物提供了天然的空间，微生物钝化游离态重金属离子为更稳定的矿物，修复长期稳定性好；3、以凹凸棒土基载体为中心富集游离态重金属离子，显著提高了修复效率，大大降低了重金属钝化剂的用量；4、本专利技术制备方法简单，所以原材料来源广泛，制造成本较低，无二次污染，生态性能好。附图说明图1为本专利技术的实例1中重金属离子浓度与修复时间的关系图。图2为本专利技术的实例2中重金属离子浓度与修复时间的关系图。具体实施方式本专利技术提供一种凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂及其制备方法，步骤如下：(1)将凹凸棒土、高岭土、粉煤灰、碳酸氢钠、壳聚糖按照一定质量比混匀后研磨至粉末状，高岭土与凹凸棒土的质量比为(5～20)：100，粉煤灰与凹凸棒土的质量比为(5～20)：100，碳酸氢钠与凹凸棒土的质量比为(1～10)：100，壳聚糖与凹凸棒土的质量比为(1～10)：100；加入去离子水拌合成浆体，离子水与凹凸棒土的质量比为(10～50)：100，通过造粒机制备粒径为1～10mm的球形颗粒；(2)将制备的球形颗粒置于烘箱中干燥，干燥温度100±10℃、干燥时间12～24小时；干燥后的球形颗粒置于马弗炉进行预热、焙烧，预热温度200±10℃、预热时间10-15分钟，焙烧温度1100±20℃、焙烧时间5～10分钟，焙烧完成后自然冷却至常温获得多孔凹凸棒土基载体；(3)将光合菌接种至培养基中，培养基为1000mL去离子水、蛋白胨5～10g、酵母1～3g、牛肉浸取物1～5g，恒温培养24～48小时获得光合菌培养液，向培养液中加入芽孢高效转化剂氯化锰、添加量为1～5g/L；获得浓度为107～108个/mL芽孢培养液，喷雾干燥制备粒径1～5μm光合菌菌粉，喷雾干燥温度为105～110℃、速度为5～20mL/min；(4)将光合菌菌粉与多孔凹凸棒土基载体混合均匀，光合菌与多孔凹凸棒土基载体的质量比为(1～10)：100；置于负压条件下充分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂，其特征在于，它以凹凸棒土基颗粒为载体，凹凸棒土基颗粒吸附光合菌菌粉，在凹凸棒土基颗粒中，凹凸棒土的含量最高。/n

【技术特征摘要】
1.一种凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂，其特征在于，它以凹凸棒土基颗粒为载体，凹凸棒土基颗粒吸附光合菌菌粉，在凹凸棒土基颗粒中，凹凸棒土的含量最高。


2.如权利要求1所述的一种凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂，其特征在于，凹凸棒土基颗粒中，还含有高岭土、粉煤灰、碳酸氢钠、壳聚糖凹凸棒土的含量高于其它含量的总和。


3.权利要求1所述的一种凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂的制备方法，其特征在于:
所述制备方法包括多孔凹凸棒土基载体的制备步骤：
(1)将凹凸棒土、高岭土、粉煤灰、碳酸氢钠、壳聚糖按照配比混匀后研磨至粉末状，加入去离子水拌合成浆体，通过造粒机制备粒径为1～10mm的球形颗粒；
(2)将制备的球形颗粒置于烘箱中干燥，干燥后的球形颗粒置于马弗炉进行预热，预热温度200±10℃、预热时间10-15分钟，焙烧完成后自然冷却至常温获得多孔凹凸棒土基载体；
所述制备方法包括光合菌菌粉的制备步骤：
将光合菌接种至培养基中，恒温培养24～48小时获得光合菌培养液，向培养液中加入芽孢高效转化剂，获得浓度为107～108个/mL芽孢培养液，喷雾干燥制备粒径1～5μm光合菌菌粉；
所述制备方法包括混合的步骤
将光合菌菌粉与多孔凹凸棒土基载体混合均匀，置于负压条件下充分拌合，获得凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂。


4.根据权利要求2所述的一种凹凸棒土基载体固定微生物的重金属钝化剂的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕一彦，詹其伟，王书刚，金忠良，房云峰，周琦，高品红，吴明堂，李东生，徐文轩，
申请(专利权)人：浙江华东建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33