申请日2017.12.08
公开(公告)日2018.05.29
IPC分类号C12N11/14; C12N11/10; C12N1/14; C02F3/34; C12R1/685
摘要
一种环保型有机废水生物净化剂的制备方法，涉及一种废水净化剂的制备方法，本发明固定化黑曲霉是由海藻酸钠结合生物炭固定化黑曲霉制得。制备方法包括(1)制备生物炭;(2)将海藻酸钠和制备好的生物炭加入水中混合均匀，制备固定化基质;(3)将驯化后的黑曲霉与固定化基质混合均匀后，逐滴滴加到氯化钙溶液中进行反应，得到固定化黑曲霉净化剂。本发明的固定化黑曲霉净化剂对溴氰菊酯不仅具有快速吸附能力，同时具有高效降解能力和重复利用率高的优势。该净化剂工艺方法简单，产品质量稳定性好，成本低廉，应用效果好，具有良好的经济效益和环境效益。
权利要求书
1.一种环保型有机废水生物净化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括固定化黑曲霉的制备，固定化黑曲霉是由海藻酸钠结合生物炭固定化黑曲霉制备得到;生物炭是由农耕废弃物玉米芯在无氧环境下煅烧后制得，黑曲霉为发酵工业废弃菌种;
黑曲霉悬液的制备，包括如下步骤：
(1)马铃薯培养基：马铃薯去皮，取100 g切成小块，加入500 mL蒸馏水，煮沸30 min后过6层纱布，在滤液中加入10.0 g蔗糖并补足水分到500 mL;准备10个250 mL锥形瓶，分别加入10.0 mL马铃薯培养液和90.0 mL蒸馏水，用12层纱布封好，放入预热好的蒸汽灭菌器中，锥形瓶上端口用牛皮纸封好;灭菌条件：压力0.13 MPa，温度120 ℃，时间20 min，灭菌完成，冷却至室温后取出，备用;
(2)黑曲霉悬液：在灭菌30 min的净化工作台内将斜面上的黑曲霉菌种转接到马铃薯培养基中，每瓶均转接3环黑曲霉真菌种子，将转接好的锥形瓶放入摇床培养，温度30 ℃，转速150 r/min，30 h后，利用4层医用纱布过滤菌液收集黑曲霉菌体，备用;
固定化黑曲霉净化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)生物炭粉末的制备：设置升温速率10 ℃/min，氮气流速200 mL/min，在管式炉中煅烧农耕废弃物玉米芯，在500 ℃下煅烧1h，降至室温后取出分别用无水 乙醇和蒸馏水清洗3次，清洗完毕转移至干燥箱中80 ℃低温干燥直至质量稳定为止;研磨干燥后的生物炭，并过100目筛，收集粉末备用;
(2)固定化基质的制备：将海藻酸钠和步骤(1)得到的生物炭加入水中混合，搅拌均匀并灭菌，得到固定化基质;每100.0 mL固定化基质中海藻酸钠和生物炭分别为0.5～5.0 g和0.01～0.50 g;
(3)固定化黑曲霉净化剂的制备：将培养30 h的湿体黑曲霉加入到步骤(2)所得固定化基质中，每100.0 mL固定化基质中加入湿体黑曲霉2.0～20.0 g，搅拌均匀后，在10 cm左右的高度，用直径为1～8 mm的制球器将混合液逐滴滴入浓度为5.0～50.0g/L的氯化钙溶液中进行反应，反应时间为1～5 h，得到固定化黑曲霉净化剂;固定化结束后滤出小球，用无菌水清洗2～3次。
2.根据权利要求1所述的一种环保型有机废水生物净化剂的制备方法，其特征在于，所述制备步骤的操作均在室温无菌环境下进行。
3.根据权利要求1所述的一种环保型有机废水生物净化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，海藻酸钠和生物炭与固定化基质的比例为2.0 g:100.0 mL(m:V)和0.2 g:100.0 mL(m:V)。
4.根据权利要求1所述的一种环保型有机废水生物净化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，湿体黑曲霉与固定化基质的比例为10.0 g:100.0 mL，制球器粒径为4 mm，氯化钙浓度为20.0g/L，反应时间为2 h。
说明书
一种环保型有机废水生物净化剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种废水净化剂的制备方法，特别是涉及一种环保型有机废水生物净化剂的制备方法。
背景技术
我国是农业大国，农药一直是我国农业经济的支柱产业，对国民经济的发展作出了突出贡献。菊酯类农药因其在防治农业害虫方面具有经济、高效、方便等特点，成为国内外大量生产和广泛使用的主要品种。溴氰菊酯作为人工合成的第三代拟除虫菊酯类杀虫剂，具有活性高、用量少和光稳定的特性，成为防治农牧渔林业遭受虫害的主要品种。但随着农药工业的飞速发展、生产规模的扩大、农耕者对农药的不合理使用，致使地下水资源和生态环境受到了严重破坏，同时通过食物链的富集，引发食品安全问题，给人类健康带来巨大威胁。因此，开发有效治理高浓度菊酯类废水的技术已成为世界环保技术领域亟待解决的问题。
近几十年来，利用物理、化学方法治理菊酯类农药污染废水的方法取得了很大发展并被成功地应用，主要包括沉淀法、吸附法、萃取法、超声波法、水解反应法和氧化还原反应的治理方法。但这些方法存在治理费用高、效率低下、处理过程缺乏选择性及容易带来二次污染等缺点。因而努力寻求新的方法来治理菊酯类农药污染变得极为迫切。作为环境友好型的生物修复技术在治理菊酯类农药污染废水中具有重要的意义，研究发现：在有机物污染地区生存的微生物能够进化出一系列的自保手段来应对有机污染物的环境压力。有机污染物的生物修复法的关键就是微生物通过自身的新陈代谢活动分解有机污染物，达到治理环境的目的。因此，如何筛选驯化出对菊酯类农药耐性强的微生物、并开发出能有效处理菊酯类农药污染废水的生物净化剂和生物修复技术成为当务之急。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型有机废水生物净化剂的制备方法，该方法包括固定化黑曲霉的制备，固定化黑曲霉是由海藻酸钠结合生物炭固定化黑曲霉制备得到;生物炭是由农耕废弃物玉米芯在无氧环境下煅烧后制得，黑曲霉为发酵工业废弃菌种;本发明对疏水性有机物富集能力强、稳定性好、能高效去除废水中的溴氰菊酯且重复利用率高的固定化黑曲霉净化剂。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种环保型有机废水生物净化剂的制备方法，所述方法包括固定化黑曲霉的制备，固定化黑曲霉是由海藻酸钠结合生物炭固定化黑曲霉制备得到;生物炭是由农耕废弃物玉米芯在无氧环境下煅烧后制得，黑曲霉为发酵工业废弃菌种;
黑曲霉悬液的制备，包括如下步骤：
(1)马铃薯培养基：马铃薯去皮，取100 g切成小块，加入500 mL蒸馏水，煮沸30 min后过6层纱布，在滤液中加入10.0 g蔗糖并补足水分到500 mL;准备10个250 mL锥形瓶，分别加入10.0 mL马铃薯培养液和90.0 mL蒸馏水，用12层纱布封好，放入预热好的蒸汽灭菌器中，锥形瓶上端口用牛皮纸封好;灭菌条件：压力0.13 MPa，温度120 ℃，时间20 min，灭菌完成，冷却至室温后取出，备用;
(2)黑曲霉悬液：在灭菌30 min的净化工作台内将斜面上的黑曲霉菌种转接到马铃薯培养基中，每瓶均转接3环黑曲霉真菌种子，将转接好的锥形瓶放入摇床培养，温度30 ℃，转速150 r/min，30 h后，利用4层医用纱布过滤菌液收集黑曲霉菌体，备用;
固定化黑曲霉净化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)生物炭粉末的制备：设置升温速率10 ℃/min，氮气流速200 mL/min，在管式炉中煅烧农耕废弃物玉米芯，在500 ℃下煅烧1h，降至室温后取出分别用无水乙醇和蒸馏水清洗3次，清洗完毕转移至干燥箱中80 ℃低温干燥直至质量稳定为止;研磨干燥后的生物炭，并过100目筛，收集粉末备用;
(2)固定化基质的制备：将海藻酸钠和步骤(1)得到的生物炭加入水中混合，搅拌均匀并灭菌，得到固定化基质;每100.0 mL固定化基质中海藻酸钠和生物炭分别为0.5～5.0 g和0.01～0.50 g;
(3)固定化黑曲霉净化剂的制备：将培养30 h的湿体黑曲霉加入到步骤(2)所得固定化基质中，每100.0 mL固定化基质中加入湿体黑曲霉2.0～20.0 g，搅拌均匀后，在10 cm左右的高度，用直径为1～8 mm的制球器将混合液逐滴滴入浓度为5.0～50.0g/L的氯化钙溶液中进行反应，反应时间为1～5 h，得到固定化黑曲霉净化剂;固定化结束后滤出小球，用无菌水清洗2～3次。
所述的一种环保型有机废水生物净化剂的制备方法，所述制备步骤的操作均在室温无菌环境下进行。
所述的一种环保型有机废水生物净化剂的制备方法，所述步骤(2)中，海藻酸钠和生物炭与固定化基质的比例为2.0 g:100.0 mL(m:V)和0.2 g:100.0 mL(m:V)。
所述的一种环保型有机废水生物净化剂的制备方法，所述步骤(3)中，湿体黑曲霉与固定化基质的比例为10.0 g:100.0 mL，制球器粒径为4 mm，氯化钙浓度为20.0g/L，反应时间为2 h。
本发明的优点与效果是：
1. 本发明的固定化黑曲霉净化剂首次利用海藻酸钠结合生物炭固定化黑曲霉制成一种净化剂，是一种重复利用率高的新型生物净化剂，有效解决了现行生物净化剂所存在的缺陷，本发明的生物净化剂对溴氰菊酯废水的处理效果相当不错，经过120 h的生物降解后，溴氰菊酯的去除率可高达95%。
2.本发明的固定化黑曲霉净化剂制备过程简单易行，易于控制，生产周期短，重复利用率高，技术通用性好。
