一种用于工业废水的微生物吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于工业废水的微生物吸附剂及其制备方法，本发明专利技术将沸石负载类产碱假单胞菌包覆在里层，水凝胶壳层负载枯草芽孢杆菌，将两种菌种分别固定在不同的载体上，有利于类产碱假单胞菌和枯草芽孢杆菌的生长，从而大大提高了微生物吸附剂处理废水的能力，此外，本发明专利技术将Fe3O4纳米颗粒固定在壳聚糖上，然后壳聚糖、聚乙烯醇和海藻酸钠形成凝胶结构，Fe3O4纳米颗粒的分散性更好，而且Fe3O4纳米颗粒固定在壳聚糖上，Fe3O4纳米颗粒不容易流失，使微生物吸附剂能保持稳定持久的废水处理能力，可重复利用性能好。可重复利用性能好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于工业废水的微生物吸附剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及废水处理
，具体涉及一种用于工业废水的微生物吸附剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]高重金属、高氨氮以及高COD废水主要来源于化工、垃圾以及湿法冶金行业，不经过有效处理进行排放，对环境造成很大的污染，目前高浓度氨氮、高浓度重金属废水的处理是一大难点。
[0003]目前，重金属废水处理方法主要有三类：化学反应法、浓缩分离法以及生物吸附法。第一类是废水中重金属离子通过化学反应除去的方法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法、化学还原法、电化学还原法和高分子重金属捕集剂法等；第二类是使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩、分离的方法，包括吸附剂吸附、离子交换和膜分离等；第三类生物吸附法是今年新发展的一门重金属污水处理方法，借助的是微生物及其衍生物来吸附水中重金属的过程。
[0004]但是，目前文献中多只利用单一种类微生物作为生物吸附剂，或者多将失去活性的微生物与常用吸附剂，如活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖树脂等混合制备而成，对废水的处理效果不理想。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于工业废水的微生物吸附剂及其制备方法，解决现有的微生物吸附剂对成分复杂的废水处理效果不佳的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0007]一种用于工业废水的微生物吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)将枯草芽孢杆菌菌液和复合材料溶液混合均匀，得到混合液，所述复合材料溶液由如下组分的原料配置而成：四氧化三铁改性壳聚糖20
‑
30份、聚乙烯醇10
‑
15份、海藻酸钠10
‑
15份和去离子水200份；
[0009](2)将类产碱假单胞菌菌液和沸石粉混合均匀，在室温下干燥，得到混合物；
[0010](3)将步骤(2)得到的混合物加入到步骤(1)的混合液中，混合均匀，然后逐滴滴入到交联剂溶液中，经固化交联后得到微生物吸附剂，所述交联剂溶液为氯化钙和硼酸的混合液。
[0011]优选的，所述四氧化三铁改性壳聚糖的制备方法，包括如下步骤：
[0012](a1)氨基改性四氧化三铁的制备：将Fe3O4纳米颗粒、氨丙基三乙氧基硅烷加入到有机溶剂中，混合均匀后进行氨基化反应，得到氨基改性四氧化三铁；
[0013](a2)四氧化三铁改性壳聚糖的制备：将壳聚糖加入到醋酸溶液中，搅拌溶解，然后向其中加入氨基改性四氧化三铁和交联剂京尼平，进行水浴加热反应，待反应结束后，得到四氧化三铁改性壳聚糖。
[0014]优选的，步骤(a1)中，Fe3O4纳米颗粒和氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1
‑
3:5
‑
10，氨基化反应的温度为100
‑
120℃，反应时间为5
‑
10h。
[0015]优选的，步骤(a2)中，壳聚糖、氨基改性四氧化三铁和京尼平的质量比为8
‑
12:5
‑
10:3
‑
6。
[0016]优选的，步骤(a2)中，水浴反应温度为40
‑
60℃，水浴反应时间为2
‑
3h，搅拌速度为300
‑
400r/min。
[0017]优选的，步骤(1)中，枯草芽孢杆菌菌液和复合材料溶液的体积比为15
‑
30:100。
[0018]优选的，步骤(2)中，类产碱假单胞菌菌液和沸石粉的体积质量比为8
‑
15mL:5
‑
10g。
[0019]优选的，枯草芽孢杆菌菌液和类产碱假单胞菌菌液的制备步骤如下：按照体积比8
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15％的接种量将枯草芽孢杆菌和类产碱假单胞菌分别接种在液体发酵培养基中，在25
‑
30℃培养18
‑
24h，即得到枯草芽孢杆菌菌液和类产碱假单胞菌菌液，所述液体发酵培养基包括如下重量份的组分：氯化铵3
‑
10份，磷酸二氢钾8
‑
15份，氯化镁2
‑
6份，碳酸钠3
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7份，葡萄糖4
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8份，微量元素液1
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5份，去离子水800份，其中微量元素液由如下重量份的原料组成：ZnSO42.2g，CaCl
2 5.5g，Na2EDTA 63.70g，MnCl2·
4H2O5.06g，FeSO4·
7H2O 5.0g，CuSO4·
5H2O 1.57g，Na2MoO4·
4H2O 1.1g，CoCl2·
6H2O 1.61g，去离子水1000mL。
[0020]优选的，步骤(3)中，交联剂溶液中氯化钙的质量分数为2
‑
4％，硼酸的质量分数为4
‑
5％。
[0021]本专利技术还提供一种采用上述制备方法所制备得到的微生物吸附剂。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0023](1)本专利技术没有采用传统的将微生物进行共混的方式来制备微生物吸附剂，考虑到枯草芽孢杆菌菌体在生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，这些活性物质对类产碱假单胞菌的生产有一定的抑制作用，因此，本专利技术将沸石负载类产碱假单胞菌包覆在里层，水凝胶壳层负载枯草芽孢杆菌，将两种菌种分别固定在不同的载体上，有利于类产碱假单胞菌和枯草芽孢杆菌的生长，从而大大提高了微生物吸附剂处理废水的能力。
[0024](2)相比于传统的直接将Fe3O4纳米颗粒分散在微生物载体中，本专利技术将Fe3O4纳米颗粒固定在壳聚糖上，然后壳聚糖、聚乙烯醇和海藻酸钠形成凝胶结构，Fe3O4纳米颗粒的分散性更好，而且Fe3O4纳米颗粒固定在壳聚糖上，Fe3O4纳米颗粒不容易流失，使微生物吸附剂能保持稳定持久的废水处理能力，可重复利用性能好。
[0025](3)本专利技术所制备的微生物吸附剂具有生物活性高、比表面积大、稳定性好等特点，能够对废水中的重金属和氨氮污染物进行有效的去除。
具体实施方式
[0026]以下通过具体较佳实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术并不仅限于以下的实施例。
[0027]需要说明的是，无特殊说明外，本专利技术中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
[0028]实施例1
[0029]一种用于工业废水的微生物吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
[0030](1)将1gFe3O4纳米颗粒和5g氨丙基三乙氧基硅烷加入到50mL甲醇和50mL甲苯的混合溶剂中，混合均匀，在100℃条件下进行油浴回流反应10h，反应结束后，采用甲醇清洗回流产物3次，并将所得清洗产物进行真空抽滤，抽滤完成后，将抽滤产物置于真空干燥箱内烘干，烘干后研磨成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于工业废水的微生物吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将枯草芽孢杆菌菌液和复合材料溶液混合均匀，得到混合液，所述复合材料溶液由如下组分的原料配置而成：四氧化三铁改性壳聚糖20
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30份、聚乙烯醇10
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15份、海藻酸钠10
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15份和去离子水200份；(2)将类产碱假单胞菌菌液和沸石粉混合均匀，在室温下干燥，得到混合物；(3)将步骤(2)得到的混合物加入到步骤(1)的混合液中，混合均匀，然后逐滴滴入到交联剂溶液中，经固化交联后得到微生物吸附剂，所述交联剂溶液为氯化钙和硼酸的混合液。2.根据权利要求1所述的用于工业废水的微生物吸附剂的制备方法，其特征在于，所述四氧化三铁改性壳聚糖的制备方法，包括如下步骤：(a1)氨基改性四氧化三铁的制备：将Fe3O4纳米颗粒和氨丙基三乙氧基硅烷加入到有机溶剂中，混合均匀后进行氨基化反应，得到氨基改性四氧化三铁；(a2)四氧化三铁改性壳聚糖的制备：将壳聚糖加入到醋酸溶液中，搅拌溶解，然后向其中加入氨基改性四氧化三铁和交联剂京尼平，进行水浴加热反应，待反应结束后，得到四氧化三铁改性壳聚糖。3.根据权利要求2所述的用于工业废水的微生物吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(a1)中，Fe3O4纳米颗粒和氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1
‑
3:5
‑
10，氨基化反应的温度为100
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120℃，反应时间为5
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10h。4.根据权利要求2所述的用于工业废水的微生物吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(a2)中，壳聚糖、氨基改性四氧化三铁和京尼平的质量比为8
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12:5
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10:3
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6。5.根据权利要求2所述的用于工业废水的微生物吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(a2)中，水浴反应温度为40
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60℃，水浴反应时间为2
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3h，搅拌速度为300
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【专利技术属性】
技术研发人员：汪周启，汪邦国，汪邦漫，
申请(专利权)人：江苏利然环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：