申请日2014.12.03
公开(公告)日2015.03.04
IPC分类号C02F3/34; C12N11/04; C12N11/10
摘要
本发明公开了一种固定化微生物处理六价铬废水的方法，目的在于解决六价铬废水严重污染环境，影响人体健康的问题。包括制备固定化微生物颗粒、处理废水。其中，步骤1中，将菌剂溶入海藻酸钠溶液中，并加入添加剂，形成混合溶液，再将混合溶液加入氯化钙溶液中，得到包埋颗粒，通过包埋颗粒静止固化，并经生理盐水洗涤后，得到固定化微生物颗粒。本发明通过添加剂、培养基的选择和配合，能够有效提高对六价铬废水的处理效果，大幅提升处理效率，满足工业化处理六价铬废水的要求。本发明处理六价铬废水，具有成本低、设备投入小，操作方便等优点，具有广阔的市场前景和应用价值，值得大规模推广、应用。
摘要附图
权利要求书
1.一种固定化微生物处理六价铬废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备固定化微生物颗粒
将处理六价铬废水的菌剂溶入海藻酸钠溶液中，再向其中加入添加剂，得混合溶液，混合 溶液混匀后，再将混合溶液加入质量浓度为0.5%-5%的氯化钙溶液中，得到包埋颗粒，将 包埋颗粒静止固化0.5-6h后，将包埋颗粒取出，并用生理盐水洗净后，即得固定化微生物 颗粒;
(2)处理废水
将固定化微生物颗粒加入含六价铬的废水中，震荡0.5-120h，再将处理后的固定化微生物颗 粒分离，即得净化后的废水;
所述步骤1中，处理六价铬废水的海藻酸钠的质量浓度为0.1%-5%，海藻酸钠与添加剂的 质量比为3:0.5-8，所述添加剂为碳纳米管、活性炭、秸秆中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述固定化微生物处理六价铬废水的方法，其特征在于，所述步骤1中， 氯化钙溶液质量浓度为1%。
3.根据权利要求1-2任一项所述固定化微生物处理六价铬废水的方法，其特征在于，所述 步骤2中，取含六价铬的废水，记为废水一，向废水一中加入固定化微生物颗粒和LB培养 基，震荡0.5-120h，再将处理后的固定化微生物颗粒分离，即得净化后的废水;
所述LB培养基的加入量与废水一的体积比为15-100:100;
所述LB培养基由如下质量比的组分组成：酵母粉：蛋白胨：NaCl：琼脂：蒸馏水=2-8：7-13： 7-13：12-18：1000，所述LB培养基的pH值为7.0-7.5;
或所述LB培养基由如下质量比的组分组成：酵母粉：蛋白胨：NaCl：蒸馏水=5：10：10： 1000，所述LB培养基的pH值为7.2-7.4。
4.根据权利要求1-3任一项所述固定化微生物处理六价铬废水的方法，其特征在于，所述 LB培养基由如下质量比的组分组成：酵母粉：蛋白胨：NaCl：琼脂：蒸馏水=5：10：10： 15：1000，所述LB培养基的pH值为7.2-7.4。
说明书
一种固定化微生物处理六价铬废水的方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其是含六价铬废水的处理，具体为一种固定化微生物处理六价铬废水的方法。
背景技术
铬作为一种重要的金属元素，其是工业上应用最广泛的金属之一。由于铬的大量应用，导致含铬废水的大量产生，电镀、冶金、制革、油漆、颜料、印染、制药及其制造特种钢等行业均是含Cr(Ⅵ)废水的主要来源。在工业含铬废水中，铬主要以六价形态(Cr(Ⅵ))存在。铬的毒性与其存在的价态有关，六价铬比三价铬毒性高100倍;由于铬具有“三致”作用，且很容易穿透细胞膜，引发各种急性和慢性疾病，因此，Cr(Ⅵ)废水的处理问题厄待解决。
目前，六价铬废水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法。其中，生物法具有投资小、运行费用低、无二次污染等优点，得到了较快的发展。本申请提供一种采用固定化微生物处理含六价铬废水的方法。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对六价铬废水严重污染环境，影响人体健康的问题，提供一种固定化微生物处理六价铬废水的方法。本发明通过添加剂、培养基的选择和配合，能够有效提高对六价铬废水的处理效果，大幅提升处理效率，满足工业化处理六价铬废水的要求。本发明处理六价铬废水，具有成本低、效率高、设备投入小，操作方便等优点，具有广阔的市场前景和应用价值，值得大规模推广、应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种固定化微生物处理六价铬废水的方法，包括如下步骤：
(1)制备固定化微生物颗粒
将处理六价铬废水的菌剂溶入海藻酸钠溶液中，再向其中加入添加剂，得混合溶液，混合溶液混匀后，再将混合溶液加入质量浓度为0.5%-5%的氯化钙溶液中，得到包埋颗粒，将包埋颗粒静止固化0.5-6h后，将包埋颗粒取出，并用生理盐水洗净后，即得固定化微生物颗粒;
(2)处理废水
将固定化微生物颗粒加入含六价铬的废水中，震荡0.5-120h，再将处理后的固定化微生物颗粒分离，即得净化后的废水;
所述步骤1中，处理六价铬废水的海藻酸钠的质量浓度为0.1%-5%，海藻酸钠与添加剂的质量比为3:0.5-8，所述添加剂为碳纳米管、活性炭、秸秆中的一种或多种。
所述步骤1中，氯化钙溶液质量浓度为1%。
所述步骤2中，加入固定化微生物颗粒的质量以海藻酸钠计，1g海藻酸钠处理Cr6+的质量为2-10mg。
所述步骤2中，加入固定化微生物颗粒的质量以海藻酸钠计，1g海藻酸钠处理Cr6+的的质量为4mg。
所述步骤2中，取含六价铬的废水，记为废水一，向废水一中加入固定化微生物颗粒和LB培养基，震荡0.5-120h，再将处理后的固定化微生物颗粒分离，即得净化后的废水;
所述LB培养基的加入量与废水一的体积比为15-100:100;
所述LB培养基由如下质量比的组分组成：酵母粉：蛋白胨：NaCl：琼脂：蒸馏水=2-8：7-13：7-13：12-18：1000，所述LB培养基的pH值为7.0-7.5;
或所述LB培养基由如下质量比的组分组成：酵母粉：蛋白胨：NaCl：蒸馏水=5：10：10：1000，所述LB培养基的pH值为7.2-7.4。
所述LB培养基由如下质量比的组分组成：酵母粉：蛋白胨：NaCl：琼脂：蒸馏水=5：10：10：15：1000，所述LB培养基的pH值为7.2-7.4。
针对六价铬废水严重污染环境，影响人体健康的问题，本发明提供一种固定化微生物处理六价铬废水的方法。该方法包括制备固定化微生物颗粒、处理废水两个步骤。其中，步骤1中，将菌剂溶入海藻酸钠溶液中，并加入添加剂，形成混合溶液，再将混合溶液加入氯化钙溶液中，得到包埋颗粒，通过包埋颗粒静止固化，并经生理盐水洗涤后，得到固定化微生物颗粒。本发明采用固定化微生物技术，其能将游离的微生物定位于限定的空间区域，使其保持活性，并可反复使用。采用该方法，处理Cr(Ⅵ)废水菌剂的浓度易于控制、耐毒害能力较强、菌种流失较少、抗冲击性能好、效率高，具有一定的可重复操作性，且运行设备简单，具有较大的优势，对于生产实践具有重要的实用价值。其中，添加剂和培养基对于处理六价铬废水的效果具有重要影响，通过本发明的实验可知，三种添加剂均能提高固定化体系对Cr(Ⅵ)的去除效应，提升达30%左右，但各添加剂之间差异不显著。同时，本发明的培养基对于提高六价铬废水的处理效果也具有较大影响，添加40%的培养基能显著提高对Cr(Ⅵ)的去除能力，最大去除率达到98%以上。通过后续实验，能够知道：添加剂、培养基能够很好的提高本发明中固化微生物对Cr(Ⅵ)废水的去除效应，本发明有望在铬污染废水中得到广泛应用。
在此基础上，本发明实施例中通过固定化微生物颗粒进行固化，结果显示：菌废比为 1:9时，筛选出的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)在10mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中去除率高达100%，30mg/L中也能达到90%以上。
在微生物法处理含铬废水(耿振香，孙颖等，化学工程师，2003,95(2):6-8)中，报道了用大肠杆菌处理菌废比(菌液体积和废液体积比)1:1的100mg/L的Cr(Ⅵ)溶液，去除率达到99%;微生物法处理含铬(Ⅵ)废水的研究(霍建国等，化工环保，2005,25(1):1-4.)中，报道了用硫酸盐还原菌(SRB)处理菌废比1:1的150mg/L的Cr(Ⅵ)溶液，去除率达到99%。相比之下，本研究采用枯草芽孢杆菌处理菌废比1:9的Cr(Ⅵ)溶液，其去除率是相当可观的。
本发明从添加剂、培养基两方面着手，制备出固定化微生物颗粒，其是一种低成本、高效率的固定化微生物处理体系。本发明考察了CNTs(碳纳米管)、活性炭和秸秆等添加剂，以及营养源，与菌剂作用时，对六价铬废水的处理效果，实验结果表明：其具有较好的处理效果。综上可知，添加剂和培养基均能很好的提高固定化微生物技术对六价铬废水的处理效果。本发明处理六价铬废水，具有成本低、效率高、设备投入小，操作方便等优点，具有广阔的市场前景和应用价值，值得大规模推广、应用。
