一种用于含镉废水处理的里氏木霉固定化吸附剂的制备及应用方法转让专利
申请号 : CN202010271428.5
文献号 : CN111377547B
文献日 : 2021-07-27
发明人 : 张卫英 , 宋鑫 , 李晓 , 卓淑敏 , 崔康峰 , 黄剑莹
申请人 : 福州大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于含镉废水处理的里氏木霉固定化吸附剂的制备及应用方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)将5mL的里氏木霉种子液置于30℃的50mL培养液中,120r/min振荡培养3天;
2)将培养完成的里氏木霉从培养液中过滤,取湿重2.5g的里氏木霉菌体与50mL去离子水均质化,然后加入到50mL、4wt.%海藻酸钠溶液中,搅拌混合均匀,并静置脱泡;
3)将脱泡后混合液通过针管滴入0.1M 200mL CaCl2溶液中并不断晃动,交联1h后过滤,得到毫米级凝胶微珠,用去离子水冲洗3次,即制成所述固定化吸附剂,将其置于5mM CaCl2溶液中,灭活后放入4℃冰箱保存,备用;
4)将步骤3)制备的固定化吸附剂过滤出来,用去离子水冲洗3次,用滤纸吸去表面水分,放入含镉废水中进行吸附处理;
步骤1)所述里氏木霉种子液为:使用无菌吸管吸取少量的培养液溶解冻干管中的
0.05g菌粉,待完全溶解之后,利用无菌注射器将菌液吸取出来,加入培养液定容至50mL,在
30℃下的恒温有氧震荡器中培养,活化24 h后即得种子液。
2.根据权利要求1所述的一种用于含镉废水处理的里氏木霉固定化吸附剂的制备及应用方法,其特征在于:所述培养液的原料组成按重量份计为:葡萄糖10份、(NH4)2SO4 1.4份、KH2PO4 2份、MgSO4·7H2O 0.3份、CaCl2 0.3份、柠檬酸1.55份、Na2HPO4·12H2O 9.05份、蛋白胨1份、1M尿素0.005份、CoCl2·6H2O 0.0074份、ZnSO4·7H2O 0.0028份、MnSO4·H2O 0.0032份、FeSO4·7H2O 0.01份、蒸馏水1000份。
3.根据权利要求1所述的一种用于含镉废水处理的里氏木霉固定化吸附剂的制备及应用方法,其特征在于:步骤2)中所述海藻酸钠溶液经121℃高压灭菌15min。
4.根据权利要求1所述的一种用于含镉废水处理的里氏木霉固定化吸附剂的制备及应用方法,其特征在于:步骤3)中所述灭活是在90℃下加热10min。
5.根据权利要求1所述的一种用于含镉废水处理的里氏木霉固定化吸附剂的制备及应用方法,其特征在于:步骤4)中对含镉废水进行吸附处理的条件为:固定化吸附剂湿重质量与含镉废水的体积比为43.8‑131.4g/L,废水的pH值为6,200r/min振荡吸附4h。
说明书 :
一种用于含镉废水处理的里氏木霉固定化吸附剂的制备及应
用方法
技术领域
背景技术
较为广泛,在核工业中是优良的控制棒材料,在电镀工业中也是常用的电镀材料。此外,镉
及其化合物在电池、制造(黄色)颜料、塑料稳定剂、(电视映像管)荧光粉、杀虫剂、杀菌剂、
油漆等领域都有广泛的应用。近年来,环保工作者不断寻求更加安全和经济的方法来处理
含镉废水,以减少或消除镉在环境中的积累。目前从废水中去除镉的传统技术有沉淀法、凝
结法、离子交换法、膜分离技术和固相萃取法。这些方法在处理镉含量低于100mg/L的废水
时都存在一定的缺陷,如工艺复杂、成本费用高或产生二次污染等问题。因此,寻求高效低
廉的低浓度镉废水吸附剂成为迫切解决的问题。木霉(Trichoderma sp.)属真菌门,隶属于
丛梗孢目,生物量大、耐低pH。研究表明,木霉属一般都具有较强的吸附重金属的能力,原因
是其细胞壁上富含C=O、—OH等官能团,但木霉直接使用不方便,而且与水溶液分离较困难,
不易重复利用。
发明内容
CaCl2溶液中,灭活后放入4℃冰箱保存,备用;
30℃下的恒温有氧震荡器中培养,活化24 h后即得种子液。
胨1份、1M尿素0.005份、CoCl2·6H2O 0.0074份、ZnSO4·7H2O 0.0028份、MnSO4·H2O 0.0032
份、FeSO4·7H2O 0.01份、蒸馏水1000份。
其作为工业菌株用于生产分解不同植物材料的酶类已有多年历史。从经济方面考虑,工业
生产中必然会产生大量的工业废弃生物质,利用工业废渣中的生物质——里氏木霉吸附处
理含镉金属废水非常环保。
积,改善吸附效果,另一方面固定化吸附剂易于从水溶液中分离回收,可以重复用于处理含
镉废水。
具体实施方式
之后,利用无菌注射器将菌液吸取出来,加入培养液定容至50mL,在30℃下的恒温有氧震荡
器中培养,活化24 h后即得种子液;所述培养液的原料组成按重量份计为:葡萄糖10份、
(NH4)2SO4 1.4份、KH2PO4 2份、MgSO4·7H2O 0.3份、CaCl2 0.3份、柠檬酸1.55份、Na2HPO4·
12H2O 9.05份、蛋白胨1份、1M尿素0.005份、CoCl2·6H2O 0.0074份、ZnSO4·7H2O 0.0028份、
MnSO4·H2O 0.0032份、FeSO4·7H2O 0.01份、蒸馏水1000份;
CaCl2溶液中,90℃下加热10min灭活,然后放入4℃冰箱保存,备用;
件为pH为6、振荡器转速为200 r/min、吸附时间为4h,吸附去除率达到95.14%。
之后,利用无菌注射器将菌液吸取出来,加入培养液定容至50mL,在30℃下的恒温有氧震荡
器中培养,活化24 h后即得种子液;所述培养液的原料组成按重量份计为:葡萄糖10份、
(NH4)2SO4 1.4份、KH2PO4 2份、MgSO4·7H2O 0.3份、CaCl2 0.3份、柠檬酸1.55份、Na2HPO4·
12H2O 9.05份、蛋白胨1份、1M尿素0.005份、CoCl2·6H2O 0.0074份、ZnSO4·7H2O 0.0028份、
MnSO4·H2O 0.0032份、FeSO4·7H2O 0.01份、蒸馏水1000份;
CaCl2溶液中,放入4℃冰箱保存,备用;
件为pH为6、振荡器转速为200 r/min、吸附时间为4h,吸附去除率达到91.49%。
之后,利用无菌注射器将菌液吸取出来,加入培养液定容至50mL,在30℃下的恒温有氧震荡
器中培养,活化24 h后即得种子液;所述培养液的原料组成按重量份计为:葡萄糖10份、
(NH4)2SO4 1.4份、KH2PO4 2份、MgSO4·7H2O 0.3份、CaCl2 0.3份、柠檬酸1.55份、Na2HPO4·
12H2O 9.05份、蛋白胨1份、1M尿素0.005份、CoCl2·6H2O 0.0074份、ZnSO4·7H2O 0.0028份、
MnSO4·H2O 0.0032份、FeSO4·7H2O 0.01份、蒸馏水1000份;
附时间为4h,吸附去除率为26.52%。
附,这是由于细胞死亡之后菌体细胞壁往往会破碎,使更多的活性基团暴露在菌体表面。实
施例1对含镉废水的吸附去除率更是远远高于对比例2(注:对比例2中0.47g(湿重)里氏木
霉菌体吸附剂与实施例1中6.57g(湿重)固定化吸附剂的菌体净含量均为0.15g),这是因为
里氏木霉均质化后被均匀分散且固定在海藻酸钠凝胶中,显著增大了其与金属镉离子的接
触面积,进而大幅度提高了吸附处理效果,说明本发明的固定化过程非常关键。
之后,利用无菌注射器将菌液吸取出来,加入培养液定容至50mL,在30℃下的恒温有氧震荡
器中培养,活化24 h后即得种子液;所述培养液的原料组成按重量份计为:葡萄糖10份、
(NH4)2SO4 1.4份、KH2PO4 2份、MgSO4·7H2O 0.3份、CaCl2 0.3份、柠檬酸1.55份、Na2HPO4·
12H2O 9.05份、蛋白胨1份、1M尿素0.005份、CoCl2·6H2O 0.0074份、ZnSO4·7H2O 0.0028份、
MnSO4·H2O 0.0032份、FeSO4·7H2O 0.01份、蒸馏水1000份;
CaCl2溶液中,90℃下加热10min灭活,然后放入4℃冰箱保存,备用;
条件为pH为6、振荡器转速为200 r/min、吸附时间为4h,吸附去除率达到97.29%。
之后,利用无菌注射器将菌液吸取出来,加入培养液定容至50mL,在30℃下的恒温有氧震荡
器中培养,活化24 h后即得种子液;所述培养液的原料组成按重量份计为:葡萄糖10份、
(NH4)2SO4 1.4份、KH2PO4 2份、MgSO4·7H2O 0.3份、CaCl2 0.3份、柠檬酸1.55份、Na2HPO4·
12H2O 9.05份、蛋白胨1份、1M尿素0.005份、CoCl2·6H2O 0.0074份、ZnSO4·7H2O 0.0028份、
MnSO4·H2O 0.0032份、FeSO4·7H2O 0.01份、蒸馏水1000份;
CaCl2溶液中,90℃下加热10min灭活,然后放入4℃冰箱保存,备用;
条件为pH为6、振荡器转速为200 r/min、吸附时间为4h,吸附去除率为76.90%。