一种可用于电镀污染场地修复的固态菌剂及其方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种用于电镀污染场地修复的固态菌剂及其方法与应用，属于微生物修复技术领域。固态菌剂的制备方法包括将聚乙烯醇与海藻酸钠粉末混合，加入活性炭，得到第二混合溶液；将含有微杆菌属(Microbacterium sp.)Cr2203

【技术实现步骤摘要】
一种可用于电镀污染场地修复的固态菌剂及其方法与应用


[0001]本专利技术属于生物降解处理
，具体涉及一种可用于电镀污染场地修复的铬还原菌群的富集及其在液相污染体系内进行生物还原处理的应用。

技术介绍

[0002]在过去的40年时间里，电镀工业在中国的经济发展中发挥了重要的作用，并且已成为汽车，制造业，家用电器和电子行业等重要过程。据统计，目前我国有近20000个电镀厂区，其中40％以上集中在长三角和珠三角，涉及最广的工艺是镀锌、铜、镍及铬。但是我国电镀企业普遍设备陈旧、工艺落后，三废处理率低，使得电镀行业每年产生约4亿吨废水，其中包含重金属和50,000吨固体废物，使电镀厂点成为了重要的重金属污染源。
[0003]铬是电镀行业产生的典型重金属污染物，毒性大、“三致”效应强，属于国家重点控制的五大重金属之一。目前，利用微生物进行六价铬污染环境的治理是具有一定发展前景的。利用微生物的生长活动，将六价铬作为其生产所需的能量来源，同时以环境中的有机物作为碳源，在铬还原酶的作用下，将六价铬还原为毒性更低、迁移性更弱的三价铬。由于其最终的代谢产物低毒性，成本相比于化学处理方法更为低廉，而且利用原位土著微生物生态风险低，因此如何达成高效的微生物还原六价铬是很有意义的。
[0004]同时，在电镀污染环境中，除了高毒性的六价铬以外，还存在镍铜重金属的复合污染，且他们的存在会对土著微生物还原六价铬造成抑制作用，所以研究六价铬和其他重金属同时存在时，铬还原菌对于六价铬的高效去除是具有非常重要意义的。
[0005]现有技术中，目前尚无可以耐受镍铜重金属的六价铬还原菌群。主要的应用主要是处理单一六价铬污染，或者是吸附单一重金属。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种可用于电镀污染场地修复的固态菌剂及其方法与应用。
[0007]本专利技术所采用的具体技术方案如下：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种可用于电镀污染场地修复的固态菌剂的制备方法，具体如下：
[0009]将完全溶解的聚乙烯醇与海藻酸钠粉末混合均匀，得到第一混合溶液；向第一混合溶液中加入活性炭，得到第二混合溶液；将含有微杆菌属(Microbacterium sp.)Cr2203
‑
1和赖氨酸芽胞杆菌(Lysinibacillus sp.)Cr2203
‑
2的铬还原菌剂按照(1
‑
2):10的体积比与所述第二混合溶液混合均匀，随后于0
‑
4℃下滴入浓度为20
‑
50％的氯化钙饱和硼酸溶液，以包埋得到固态菌剂；
[0010]所述微杆菌属Cr2203
‑
1于2022年06月13日保藏于中国武汉，武汉大学，中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC No:M2022878；所述赖氨酸芽胞杆菌Cr2203
‑
2于2022年06月13日保藏于中国武汉，武汉大学，中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC No:
M2022879。
[0011]作为优选，所述聚乙烯醇于70～80℃下以实现完全溶解。
[0012]作为优选，所述聚乙烯醇与海藻酸钠粉末的质量比为1:(1
‑
5)。
[0013]作为优选，所述第二混合溶液中的活性炭浓度为3
‑
5g/L。
[0014]作为优选，所述铬还原菌剂中微杆菌属Cr2203
‑
1的含量占比为3％～10.2％，赖氨酸芽胞杆菌Cr2203
‑
2的含量占比为62％～89.2％。
[0015]作为优选，所述铬还原菌剂的制备方法如下：
[0016]S1：将2g胰蛋白胨、1g酵母提取物和2g氯化钠加入至200mL水中，用HCl调节pH至7，压力升至103.4kPa，于121.3℃温度下维持15～30分钟以高温高压灭菌，配成细菌基础培养基；在所述细菌基础培养基中加入0.17
‑
0.56g重铬酸钾，制成含有300
‑
1000mg/L六价铬的含铬培养基；
[0017]S2：以10
‑
40g:1L的比例向所述含铬培养基中添加电镀场地污染土壤，于35℃和120rpm的条件下培养3天后取上清菌液，得到初始接种源；
[0018]S3：将所述初始接种源接种至含有镍30
‑
50mg/L、铜50
‑
100mg/L和六价铬50
‑
300mg/L的细菌基础培养基中进行六价铬还原，至菌群具有还原六价铬的功能且50
‑
300mg/L六价铬完全被还原，富集得到铬还原菌剂。
[0019]第二方面，本专利技术提供了一种利用第一方面任一所述制备方法得到的可用于电镀污染场地修复的固态菌剂。
[0020]第三方面，本专利技术提供了一种利用第二方面所述固态菌剂在处理污染土壤中的应用，具体的，于35℃和120rpm的条件下，将含有50
‑
300mg/L六价铬的污染土壤和固态菌剂加入细菌基础培养基中。
[0021]第四方面，本专利技术提供了一种利用第二方面所述固态菌剂在处理污染土壤中的应用，具体的，于35℃和120rpm的条件下，将含有50
‑
300mg/L六价铬、30
‑
50mg/L镍或50
‑
100mg/L铜的污染土壤和固态菌剂加入细菌基础培养基中。
[0022]作为第三方面或第四方面的优选，所述细菌基础培养基的制备方法如下：
[0023]将2g胰蛋白胨、1g酵母提取物和2g氯化钠加入至200mL水中，用HCl调节pH至7，压力升至103.4kPa，于121.3℃温度下维持15～30分钟以高温高压灭菌，配成细菌基础培养基。
[0024]本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
[0025]1)本专利技术中的固态菌剂具有高效的还原六价铬的效率，在24小时内可以将50mg/L的六价铬完全还原。
[0026]2)本专利技术中的固态菌剂可以同时还原环境中的六价铬和耐受环境中的镍铜。
[0027]3)相较于现有技术，本专利技术用微生物固态菌剂去除环境中的六价铬具有成本低、有效期长、降解效果稳定、环境友好等优点，适合长时间地处理六价铬和镍铜复合污染的环境。
附图说明
[0028]图1本专利技术中固态菌剂进行六价铬还原数据图；
[0029]图2本专利技术中固态菌剂进行不同浓度六价铬还原效率图；
[0030]图3本专利技术中固态菌剂进行镍铜混合污染下六价铬还原效率图；
[0031]图4本专利技术中固态菌剂以及不同起始六价铬浓度下组成类别(门水平)；
[0032]图5本专利技术中固态菌剂以及不同起始六价铬浓度下组成类别(属水平)；
[0033]图6本专利技术中固态菌剂进行镍铜混合污染下土壤中六价铬还原效率图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可用于电镀污染场地修复的固态菌剂的制备方法，其特征在于，具体如下：将完全溶解的聚乙烯醇与海藻酸钠粉末混合均匀，得到第一混合溶液；向第一混合溶液中加入活性炭，得到第二混合溶液；将含有微杆菌属(Microbacterium sp.)Cr2203
‑
1和赖氨酸芽胞杆菌(Lysinibacillus sp.)Cr2203
‑
2的铬还原菌剂按照(1
‑
2):10的体积比与所述第二混合溶液混合均匀，随后于0
‑
4℃下滴入浓度为20
‑
50％的氯化钙饱和硼酸溶液，以包埋得到固态菌剂；所述微杆菌属Cr2203
‑
1于2022年06月13日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC No:M2022878；所述赖氨酸芽胞杆菌Cr2203
‑
2于2022年06月13日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC No:M2022879。2.根据权利要求1所述的可用于电镀污染场地修复的固态菌剂的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇于70～80℃下以实现完全溶解。3.根据权利要求1所述的可用于电镀污染场地修复的固态菌剂的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇与海藻酸钠粉末的质量比为1:(1
‑
5)。4.根据权利要求1所述的可用于电镀污染场地修复的固态菌剂的制备方法，其特征在于，所述第二混合溶液中的活性炭浓度为3
‑
5g/L。5.根据权利要求1所述的可用于电镀污染场地修复的固态菌剂的制备方法，其特征在于，所述铬还原菌剂中微杆菌属Cr2203
‑
1的含量占比为3％～10.2％，赖氨酸芽胞杆菌Cr2203
‑
2的含量占比为62％～89.2％。6.根据权利要求1所述的可用于电镀污染场地修复的固态菌剂的制备方法，其特征在于，所述铬还原菌剂的制备方法如下：S1：将2g胰...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵和平，巩文静，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：