申请日2013.04.08
公开(公告)日2013.08.07
IPC分类号C02F3/34; C12R1/085; C12N1/20
摘要
本发明涉及由蓝藻水华制备生物净水剂用于处理含重金属污水的方法。打捞的蓝藻水华，经过高温灭菌处理，接种蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus CGMCC1.0126，培养3天，制备成生物净水剂。处理重金属废水时，根据重金属含量，将以一定比例加入生物净水剂，并调节混合物pH为5~6，吸附30min。此方法的生物净化率(除去的金属量/初始金属量)较高，Cd、Ni、Cu的去除率分别可达到90%、80%、75%。本发明以污染废弃物蓝藻水华为原料，制备的新型的生物净水剂，具有低成本、无二次污染、适用范围广等特点。消除了污染，节约了资源，达到“以污治污，转废为用”的目的。
权利要求书
1.蓝藻水华在制备生物净水剂处理重金属废水中的应用。
2.一种用蓝藻水华处理重金属废水中的的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)制备生物净水剂：将打捞的蓝藻水华藻泥高温灭菌，调节pH至8.0，在120℃的条件下制成蓝藻水华裂解液培养基;将蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus CGMCC1.0126扩大培养后接种于该裂解液中，在35℃的摇床中或发酵罐中培养3天，菌浓度大于107 cfu/ml，制备成悬浮液，即为生物净水剂;
2)吸附重金属离子：将1)中的生物净水剂与重金属废水以1:3的体积比混合，调节pH为5~6，温度为25℃，吸附30min;
3)后期处理：将蓝藻水华、蜡状芽孢杆菌和重金属废水的混合物絮凝沉淀、过滤脱水，得到的残渣焚烧回收重金属或进一步处理后填埋。
说明书
用蓝藻水华制备生物净水剂处理重金属废水的方法
技术领域
本发明涉及将蓝藻水华作为生物净水剂处理含重金属废水的方法，属于新 兴的废水生物处理技术领域。包括蓝藻水华的打捞、处理、利用及微生物培养 系列技术，以此方法可以利用蓝藻水华培养具有特异净化污水能力的蜡状芽孢 杆菌后，两者协同去除污水中的重金属离子，提高对了对重金属的吸附率，消 除了蓝藻裂解产生的有机污染物，变污染废弃物为资源。
背景技术
水华爆发给我国水资源带来巨大的损失和问题，每年耗费巨大的精力和资 金进行太湖、滇池等重大水域的污染治理工作。水华藻类发出的腐臭不仅污染 水质，而且对环境也是极大的破坏，大量的藻类打捞上来成为废弃物。但是近 些年的研究发现，蓝藻水华具有其他生物无法比拟的优势：它广泛存在，廉价 易得;反应条件温和，应用范围广泛;本身含有藻蛋白，可以用作培养一些微 生物;选择性好，吸附量大，吸附效率高，适用于低浓度的金属污水;对吸附 的金属可回收利用，不会产生二次污染，且能处理水体中的有机污染。因此可 以将打捞的蓝藻水华进行处理后，用作生物净水剂。
我国重金属废水中主要是含有铜、镍、铬、锌等重金属离子，这些物质排 入水体中会引起人畜的中毒、致死以及环境污染。近年来，国家对含重金属污 水清洁生产水平要求逐渐提高。
本发明的目的是提供一种高效利用蓝藻水华的新方法。通过此方法，首先 用蓝藻水华裂解液培养具有吸附重金属能力的蜡状芽孢杆菌，菌利用了蓝藻水 华的有机营养物，然后可协同吸附重金属离子，提高了蓝藻水华的重金属吸附 率和利用率。该方法具有科学合理、可操作性强的特点，并能降低生产成本， 在本专业内能快速推广，此发明方法经生产上的使用效果表明，达到了专利中 所要求的新颖性，实用性和创造性的要求。
发明内容
本发明针对将蓝藻水华作为一种废弃资源转化为生物净水剂的问题，提供 一种蓝藻水华生物体高效转化、利用的方法，将蓝藻水华作为一种资源利用， 为我国新型生物净水剂的发展提供技术支撑，同时增加了一种较为经济的水华 治理方法。
本发明公开了蓝藻水华在制备生物净水剂处理重金属废水中的应用。
一种用蓝藻水华处理重金属废水中的方法，包括以下步骤：
1)制备生物净水剂：将打捞的蓝藻水华藻泥高温灭菌，调节pH至8.0，在 120℃的条件下制成蓝藻水华裂解液培养基;将蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus CGMCC1.0126扩大培养后接种于该裂解液中，在35℃的摇床中或发酵罐中培 养3天，菌浓度大于107cfu/ml，制备成悬浮液，即为生物净水剂;
2)吸附重金属离子：将1)中的生物净水剂与重金属废水以1:3的体积比 混合，调节pH为5～6，温度为25℃，吸附30min;
3)后期处理：将蓝藻水华、蜡状芽孢杆菌和重金属废水的混合物絮凝沉淀、 过滤脱水，得到的残渣焚烧回收重金属或进一步处理后填埋。
所述的蓝藻水华裂解液培养基的具体制备如下：将蓝藻水华中加入1.2%的 琼脂，高温灭菌20min，调节pH=8制成蓝藻水华裂解液固体培养基。不加琼脂 则为液体培养基。
本发明中所述的蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus CGMCC1.0126，可由其它能 利用蓝藻水华裂解液和吸附重金属能力的菌替代。
利用蓝藻水华裂解液的生长的能力：将蓝藻水华裂解液10000rpm离心10 min，沉淀出蓝藻细胞壁，分理出上清，将蜡状芽孢杆菌接种到裂解液上清中， 35℃培养3天，菌浓度大于107cfu/ml，说明蜡状芽孢杆菌具有利用蓝藻水华裂 解液生长的能力。
吸附重金属能力：上述蜡状芽孢杆菌在藻裂解液上清中培养3天后，将混 合物与重金属废水以1:3的体积比混合，调节pH为5～6，温度为25℃，吸附30 min。吸附后检测蜡状芽孢杆菌对重金属Cd、Ni、Cu的吸附率分别达到55%、 45%、45%，说明蜡状芽孢杆菌对重金属具有一定的吸附能力。
本发明中，于野外打捞的蓝藻水华藻泥均可使用，来源广泛。
蓝藻水华爆发是重大的环境灾害。蓝藻大量增殖不仅抑制了水体中其他生 物的正常生长，破坏了生态平衡，而且大量藻体腐烂造成的二次污染对水环境 造成严重影响。从水体中打捞出蓝藻水华是有效消除水华危害的方法之一。目 前每年仅从太湖中捞出的水华蓝藻达数万吨，但捞取的蓝藻目前尚无良好的处 理方法，容易产生二次污染。现在将蓝藻水华转变为一种生物净水剂，培养微 生物后再处理含重金属污水，得到高效利用，有助于消除水华危害。
本方法运用湖泊中打捞出的蓝藻水华，将蓝藻水华裂解后制成固体培养基 和液体培养基，在固体培养基上蜡状芽孢杆菌生长成菌落，再接种到液体培养 基中扩大培养。当微生物达到一定的生物量后，将蓝藻水华和微生物共同吸附 重金属离子。此方法不但运用了蓝藻水华中蓝藻的藻体，同时也将藻裂解产生 的有机物转化成具有吸附重金属能力菌体的营养物质，藻菌的协同作用，既大 大提高了吸附效率，也避免了二次污染。此利用模式能极大地节约资源、改善 环境生态、促进新型生物净水剂的发展。
本项发明中蓝藻水华生物净水剂对重金属Cd、Ni、Cu的吸附率分别达到 90%、80%、75%。将蓝藻水华从一种废弃物转变为一种生物净水剂，可有效地 处理了重金属废水中的重金属离子，相对于传统的重金属废水处理方法来说， 节约了能源，简化了处理过程。用蓝藻水华裂解液培养蜡状芽孢杆菌，不仅节 约了微生物培养基，而且避免了蓝藻水华裂解液的有机污染，同时还提高蓝藻 水华对重金属离子的吸附率。此发明一方面将蓝藻水华作为生物净水剂处理了 重金属和有机物对水体的污染，另一方面也同时解决了大量蓝藻水华作为废弃 物的转化问题。
本项发明中选择具有特异净化重金属污水能力的菌种，将菌种投入到蓝藻 水华裂解液中培养三天，菌浓度大于107cfu/ml，说明蓝藻水华可以作为一种有 效的培养微生物的资源。此发明一方面可以在培养微生物时节约资源，同时也 避免了蓝藻水华的裂解液的二次污染，将蓝藻水华这一废弃物得到了充分利用。
具体实施方式
夏季发生水华时，到湖泊中打捞蓝藻水华，由于含水量较大，可以通过滤 布过滤掉大部分的水形成藻泥即可，检测蓝藻水华干重可达到5%。
将蓝藻水华中加入1.2%的琼脂，高温灭菌20min，调节pH=8制成蓝藻水 华裂解液固体培养基。不加琼脂则为液体培养基。
利用蓝藻水华裂解液的生长的能力测定：将蓝藻水华裂解液10000rpm离心 10min，沉淀出蓝藻细胞壁，分离出上清，将蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus CGMCC 1.0126接种到裂解液上清中，35℃培养3天，菌浓度大于107cfu/ml，说明蜡状 芽孢杆菌具有利用蓝藻水华裂解液生长的能力。
吸附重金属能力：上述蜡状芽孢杆菌在藻裂解液上清中培养3天后，将混 合物与重金属废水以1:3的体积比混合，调节pH为5～6，温度为25℃，吸附30 min。吸附后检测蜡状芽孢杆菌对重金属Cd、Ni、Cu的吸附率分别达到55%、 45%、45%，说明蜡状芽孢杆菌对重金属具有一定的吸附能力。
将藻泥直接高温处理20min，冷却至室温，调节pH=8，接入蜡状芽孢杆菌， 35℃环境下扩大培养3天。“蜡状芽孢杆菌-藻细胞碎片”悬浮液为生物净水剂产 品。
将上述生物净水剂投入到含重金属废水中，混合物与含重金属废水的体积比为 1:3。调节pH为5～6，温度为25℃，净化时间30min。对重金属废水中的Cd、 Ni、Cu的吸附率分别达到90%、80%、75%。净化时最好有搅拌设置，可以让 蓝藻水华和蜡状芽孢杆菌充分与重金属离子接触，提高净化效率。净化后，用 滤布过滤，将蓝藻水华收集晾晒，可回收焚烧产热。
