CN107686172A - 一种复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法，属于絮凝剂技术领域。本发明从河水污泥中分离筛选出絮凝活性最高的四株微生物絮凝剂的产生菌，混合发酵得到微生物絮凝剂，产生了糖蛋白、粘多糖、蛋白质、纤维素和核酸等高分子化合物，溶于水后能使水中的细小微粒和自然胶粒凝聚成大块絮状物，从而水中除去，它们具有高效絮凝作用，提高了絮凝剂的利用率和活性。采用α‑酮戊二酸改性壳聚糖，合成了具有较高吸附容量的壳聚糖衍生物，引进—NH2与羰基反应外，引进羧基，能与金属离子形成稳定的五元环螯合物，可以有效吸附废水中的重金属离子。本发明解决了目前处理污水的絮凝剂利用率低，吸附性差，活性低的问题。

Description

一种复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法
技术领域
本发明属于絮凝剂技术领域，具体涉及一种复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法。
背景技术
随着现代工业的发展和频繁的人类活动，生态环境中的重金属污染日趋严重，近年来血铅、镉米等事件的频发再次表明重金属污染物可以通过大气、水体或土壤等介质直接或间接地进入人体，使人类健康受到前所未有的威胁，因此积极开展重金属的污染行为研究及其防治工作已经成为当前我国政府工作的重点。
重金属污水的直接排放不仅会对环境造成严重污染，也直接影响到人类的健康生活。其中，重金属镉具有高毒性、分布广泛的特点，并对人和动植物的生长发育具有严重危害。含镉废水主要来自电镀厂、染料行业、矿冶过程、电池生产、制革、影片制造及汽车制造等部门。因此如何去除镉污染受到环境保护研究者的高度关注。传统的处理含镉废水的方法主要有离子交换法、化学沉淀法、膜分离法及活性炭吸附法等，但这些方法普遍存在处理效果不好、花费高等缺点。生物修复技术是环境领域近年发展起来的处理重金属污染废水的新技术。
絮凝剂主要是带有正（负）电性的基团中和一些水中带有负（正）电性难于分离的一些粒子或者叫颗粒，降低其电势，使其处于不稳定状态，并利用其聚合性质使得这些颗粒集中，并通过物理或者化学方法分离出来。一般为达到这种目的而使用的药剂，称之为絮凝剂。现市场上通用的絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚硅酸硫酸铁、聚合氯化铝铁、阳离子淀粉、聚丙烯酰胺等，在实际使用过程中存在着一定的问题，处理剂中的絮凝剂有些絮凝性能很差甚至不具备絮凝作用，而直接采用菌丝体其吸附容量最多达到20mg/g，吸附容量低，从而导致达不到理想的吸附效果，因此，发明出一种絮凝效果好的絮凝剂有很大的市场需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前处理污水的絮凝剂利用率低，吸附性差，活性低的问题，提出了一种复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种复合型吸附金属离子絮凝剂制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）取河水中的污泥加入去离子水中，置于磁力搅拌器上搅拌，静置，离心，收集上清液，将上清液取质量相等的四份分别接种至一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基中培养，按同样的接种量，同样的培养条件，重复富集培养2次，得一号、二号、三号、四号富集培养液，用质量分数为0.9%的生理盐水将一号、二号、三号、四号富集培养液分别稀释至10-6稀释度，得稀释后一号、二号、三号、四号富集培养液，再将四种富集培养液分别划线接种于对应的一号细菌固体培养基、二号霉菌固体培养基、三号放线菌固体培养基、四号真菌固体培养基中培养，得到纯化的细菌株、霉菌菌株、放线菌菌株、真菌菌株，通过菌种筛选，确定XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8作为微生物絮凝剂的产生菌；
（2）将XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8分别接种至一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基中培养培养，得XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液，将XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液混合，得混合菌液，将混合菌液接种至发酵培养液中发酵，取发酵物，离心，取上清液，上清液中加入丙酮，恒温保存24h，取沉淀，用***洗涤沉淀2~3次，真空干燥，得到微生物絮凝剂粗提取物；
（3）将壳聚糖与蒸馏水混合溶解，得壳聚糖溶液，向壳聚糖溶液中加入α-酮戊二酸，室温下不断搅拌，得到透明的粘性溶液，用质量分数为0.1 mol/L的氢氧化钠溶液调 pH至4~5，搅拌反应，加入硼氢化钠溶液，用质量分数为0.2%的盐酸溶液调pH 至6~7，反应，得反应后混合溶液，将反应后混合溶液倒入质量分数为95%乙醇中搅拌，析出，抽滤，取沉淀，将沉淀依次用无水乙醇、无水***洗涤3~4次，置于索氏提取器中用乙醇连续萃取，干燥，得α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末；
（4）将微生物絮凝剂粗提取物与α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末混合均匀，静置，粉碎，过筛，收集过筛颗粒，得复合型吸附金属离子絮凝剂。
所述步骤（1）中污泥与去离子水的质量比为1:5，相等质量的四份上清液与对应的一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基的质量比为2:9。
所述步骤（1）中一号细菌固体培养基的配方为按质量份数计，取牛肉膏3~5份，蛋白胨6~10份，琼脂15~20份，NaCl 2~3份，水1000份，pH7.2±0.2，121℃灭菌20min；二号霉菌固体培养基的配方为按质量份数计，取蔗糖20~25份，NaNO31~2份，K2HPO40.5~0.8份，MgSO40.2~0.3份，FeSO40.01~0.03份，琼脂13~15份，水1000份，pH7.0±0.2，115℃灭菌20min；三号放线菌固体培养基的配方为按质量份数计，取可溶性淀粉18~20份，KNO30.6~1份，K2HPO40.3~0.6份，MgSO4·7H2O0.2~0.5份，FeSO4·7H2O0.02~0.03份，NaCl0.4~0.7份，琼脂15~20份，水1000份，pH7.2±0.2，121℃灭菌20min；四号真菌固体培养基的配方为按质量份数计，取马铃薯180~200份，蔗糖20~22份，琼脂18~20份，水1000份，pH自然，121℃灭菌20min。
所述步骤（2）中发酵培养液的配方为按质量份数计，取葡萄糖15~18份，尿素0.4~0.6份，酵母膏0.2~0.5份，K2HPO43~5份，KH2PO41~2份，NaCl0.08~0.12份，MgSO4·7H2O0.1~0.3份，(NH4)2SO40.2~0.4份，水1000份，pH7.4±0.2，115℃灭菌20min；一，二，三，四号相对应液体培养基的配方为不加琼脂，其他成分相同，可制得相应的液体培养基。
所述步骤（2）中XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液按质量比2:1:2:2混合，上清液与丙酮的质量比为2:3。
所述步骤（3）中壳聚糖与蒸馏水的质量比为1:10，壳聚糖溶液与α-酮戊二酸的质量比为1:2，硼氢化钠与α-酮戊二酸的摩尔比为1:8.
所述步骤（4）中微生物絮凝剂粗提取物与α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末的质量比为5:3。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明从河水污泥中分离筛选出絮凝活性最高的四株微生物絮凝剂的产生菌，混合发酵得到微生物絮凝剂，产生了糖蛋白、粘多糖、蛋白质、纤维素和核酸等高分子化合物，溶于水后能使水中的细小微粒和自然胶粒凝聚成大块絮状物，从而水中除去，它们具有高效絮凝作用，提高了絮凝剂的利用率和活性。
（2）本发明采用α-酮戊二酸改性壳聚糖，合成了具有较高吸附容量的壳聚糖衍生物，引进—NH2与羰基反应外，引进羧基，能与金属离子形成稳定的五元环螯合物，可以有效吸附废水中的重金属离子。
具体实施方式
絮凝剂提取原料：取河水中的污泥，置于4℃下保存。
一号细菌固体培养基：按质量份数计，取牛肉膏3~5份，蛋白胨6~10份，琼脂15~20份，NaCl 2~3份，水1000份，pH7.2±0.2，121℃灭菌20min。
二号霉菌固体培养基：按质量份数计，取蔗糖20~25份，NaNO31~2份，K2HPO40.5~0.8份，MgSO40.2~0.3份，FeSO40.01~0.03份，琼脂13~15份，水1000份，pH7.0±0.2，115℃灭菌20min。
三号放线菌固体培养基：按质量份数计，取可溶性淀粉18~20份，KNO30.6~1份，K2HPO40.3~0.6份，MgSO4·7H2O0.2~0.5份，FeSO4·7H2O0.02~0.03份，NaCl0.4~0.7份，琼脂15~20份，水1000份，pH7.2±0.2，121℃灭菌20min。
四号真菌固体培养基：按质量份数计，取马铃薯180~200份，蔗糖20~22份，琼脂18~20份，水1000份，pH自然，121℃灭菌20min。
一，二，三，四号相对应液体培养基：不加琼脂，其他成分相同，可制得相应的液体培养基。
发酵培养液：按质量份数计，取葡萄糖15~18份，尿素0.4~0.6份，酵母膏0.2~0.5份，K2HPO43~5份，KH2PO41~2份，NaCl0.08~0.12份，MgSO4·7H2O0.1~0.3份，(NH4)2SO40.2~0.4份，水1000份，pH7.4±0.2，115℃灭菌20min。
微生物絮凝剂产生菌的筛选：将纯化细菌菌株、霉菌菌株、放线菌菌株、真菌菌株分别接种至发酵培养液中（一株菌株接种至一份培养液中），每种菌株与发酵营养液的质量比为1:50，25~30℃摇床培养2~3天，离心，取上清液，得到菌种发酵液将的高岭土与水按质量比1:150混合制成高岭土悬浊液，调节值8~9，高岭土悬浊液、质量分数为1%的CaCl2溶液、菌种发酵液按质量比25:1:1混合均匀，搅拌5min，将混合液倒入比色管中，静止20min，取上清液下2cm处液体，用分光光度计在550nm波长下测定其吸光度，从而测定每种菌种的絮凝率，确定 XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8的絮凝活性最高。
一种复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取污泥按质量比1:5加入装有去离子水的烧杯中，置于磁力搅拌器上搅拌10min，静置1~2h，离心，收集上清液，将上清液取质量相等的四份按质量比2:9分别接种至一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基中，25~33℃培养3~5天，按同样的接种量，同样的培养条件，重复富集培养2次，得一号、二号、三号、四号富集培养液，用质量分数为0.9%的生理盐水将一号、二号、三号、四号富集培养液分别稀释至10-6稀释度，得稀释后一号、二号、三号、四号富集培养液，分别划线接种于对应的一号细菌固体培养基、二号霉菌固体培养基、三号放线菌固体培养基、四号真菌固体培养基中，25~33℃培养3~5天，得到纯化的细菌菌株、霉菌菌株、放线菌菌株、真菌菌株，通过菌种筛选，确定XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8絮凝活性最高，为微生物絮凝剂的产生菌；
（2）将XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8分别接种至一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基中培养，25~33℃培养3~5天，得XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液，将XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液按质量比2:1:2:2混合，得混合菌液，将混合菌液接种至发酵培养液中，25~30℃发酵3~5天，取发酵物，离心，取上清液，上清液中按质量比2:3加入丙酮，4℃恒温保存24h，取沉淀，用***洗涤沉淀2~3次，真空干燥，得到微生物絮凝剂粗提取物；
（3）将壳聚糖与蒸馏水按质量比1:10混合溶解，得壳聚糖溶液，向壳聚糖溶液中加入α-酮戊二酸，壳聚糖溶液与α-酮戊二酸的质量比为1:2，室温下不断搅拌，得到透明的粘性溶液，用质量分数为0.1 mol / L的氢氧化钠溶液调 pH至4~5，搅拌反应4h，缓慢加入硼氢化钠溶液，硼氢化钠与α-酮戊二酸的摩尔比为1:8，用质量分数为0.2%的盐酸溶液调pH 至6~7，反应24 h，得反应后混合溶液，将反应后混合溶液倒入质量分数为95%乙醇中，搅拌1h，使α-酮戊二酸改性壳聚糖完全析出，抽滤，取沉淀，将沉淀依次用无水乙醇、无水***洗涤3~4次，置于索氏提取器中用乙醇连续萃取，干燥，得α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末；
（4）将微生物絮凝剂粗提取物与α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末按质量比5:3混合均匀，静置，用200目的筛子粉碎过筛，收集过筛颗粒，得复合型吸附金属离子絮凝剂。
实例1
絮凝剂提取原料：取河水中的污泥，置于4℃下保存。
一号细菌固体培养基：按质量份数计，取牛肉膏3份，蛋白胨6份，琼脂15份，NaCl 2份，水1000份，pH7，121℃灭菌20min。
二号霉菌固体培养基：按质量份数计，取蔗糖20份，NaNO31份，K2HPO40.5份，MgSO40.2份，FeSO40.01份，琼脂13份，水1000份，pH7，115℃灭菌20min。
三号放线菌固体培养基：按质量份数计，取可溶性淀粉18份，KNO30.6份，K2HPO40.3份，MgSO4·7H2O0.2份，FeSO4·7H2O0.02份，NaCl0.4份，琼脂15份，水1000份，pH7，121℃灭菌20min。
四号真菌固体培养基：按质量份数计，取马铃薯180份，蔗糖20份，琼脂18份，水1000份，pH自然，121℃灭菌20min。
一，二，三，四号相对应液体培养基：不加琼脂，其他成分相同，可制得相应的液体培养基。
发酵培养液：按质量份数计，取葡萄糖15份，尿素0.4份，酵母膏0.2份，K2HPO43份，KH2PO41份，NaCl0.08份，MgSO4·7H2O0.1份，(NH4)2SO40.2份，水1000份，pH7.2，115℃灭菌20min。
微生物絮凝剂产生菌的筛选：将纯化细菌菌株、霉菌菌株、放线菌菌株、真菌菌株分别接种至发酵培养液中（一株菌株接种至一份培养液中），每种菌株与发酵营养液的质量比为1:50，25℃摇床培养2天，离心，取上清液，得到菌种发酵液将的高岭土与水按质量比1:150混合制成高岭土悬浊液，调节值8，高岭土悬浊液、质量分数为1%的CaCl2溶液、菌种发酵液按质量比25:1:1混合均匀，搅拌5min，将混合液倒入比色管中，静止20min，取上清液下2cm处液体，用分光光度计在550nm波长下测定其吸光度，从而测定每种菌种的絮凝率，确定XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8的絮凝活性最高。
一种复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取污泥按质量比1:5加入装有去离子水的烧杯中，置于磁力搅拌器上搅拌10min，静置1h，离心，收集上清液，将上清液取相等的四份按质量比2:9分别接种至一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基中，25℃培养3天，按同样的接种量，同样的培养条件，重复富集培养2次，得一号、二号、三号、四号富集培养液，用质量分数为0.9%的生理盐水将一号、二号、三号、四号富集培养液分别稀释至10-6稀释度，得稀释后一号、二号、三号、四号富集培养液，分别划线接种于对应的一号细菌固体培养基、二号霉菌固体培养基、三号放线菌固体培养基、四号真菌固体培养基中，25℃培养3天，得到纯化的细菌菌株、霉菌菌株、放线菌菌株、真菌菌株，通过菌种筛选，确定XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8絮凝活性最高，为微生物絮凝剂的产生菌；
（2）将XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8分别接种至一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基中培养，25~33℃培养3~5天，得XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液，将XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液按质量比2:1:2:2混合，得混合菌液，将混合菌液接种至发酵培养液中，25℃发酵3天，取发酵物，离心，取上清液，上清液中按质量比2:3加入丙酮，4℃恒温保存24h，取沉淀，用***洗涤沉淀2次，真空干燥，得到微生物絮凝剂粗提取物；
（3）将壳聚糖与蒸馏水按质量比1:10混合溶解，得壳聚糖溶液，向壳聚糖溶液中加入α-酮戊二酸，壳聚糖溶液与α-酮戊二酸的质量比为1:2，室温下不断搅拌，得到透明的粘性溶液，用质量分数为0.1 mol / L 的氢氧化钠溶液调 pH至4，搅拌反应4h，缓慢加入硼氢化钠溶液，硼氢化钠与α-酮戊二酸的摩尔比为1:8，用质量分数为0.2%的盐酸溶液调pH 至6，反应24 h，得反应后混合溶液，将反应后混合溶液倒入质量分数为95%乙醇中，搅拌1h，使α-酮戊二酸改性壳聚糖完全析出，抽滤，取沉淀，将沉淀依次用无水乙醇、无水***洗涤3次，置于索氏提取器中用乙醇连续萃取，干燥，得α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末；
（4）将微生物絮凝剂粗提取物与α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末按质量比5:3混合均匀，静置，用200目的筛子粉碎过筛，收集过筛颗粒，得复合型吸附金属离子絮凝剂。
实例2
絮凝剂提取原料：取河水中的污泥，置于4℃下保存。
一号细菌固体培养基：按质量份数计，取牛肉膏5份，蛋白胨10份，琼脂20份，NaCl3份，水1000份，pH7.4，121℃灭菌20min。
二号霉菌固体培养基：按质量份数计，取蔗糖25份，NaNO32份，K2HPO40.8份，MgSO40.3份，FeSO40.03份，琼脂15份，水1000份，pH7.2，115℃灭菌20min。
三号放线菌固体培养基：按质量份数计，取可溶性淀粉20份，KNO31份，K2HPO40.6份，MgSO4·7H2O0.5份，FeSO4·7H2O0.03份，NaCl0.7份，琼脂20份，水1000份，pH7.4，121℃灭菌20min。
四号真菌固体培养基：按质量份数计，取马铃薯200份，蔗糖22份，琼脂20份，水1000份，pH自然，121℃灭菌20min。
一，二，三，四号相对应液体培养基：不加琼脂，其他成分相同，可制得相应的液体培养基。
发酵培养液：按质量份数计，取葡萄糖18份，尿素0.6份，酵母膏0.5份，K2HPO45份，KH2PO42份，NaCl0.12份，MgSO4·7H2O0.3份，(NH4)2SO40.4份，水1000份，pH7.6，115℃灭菌20min。
微生物絮凝剂产生菌的筛选：将纯化细菌菌株、霉菌菌株、放线菌菌株、真菌菌株分别接种至发酵培养液中（一株菌株接种至一份培养液中），每种菌株与发酵营养液的质量比为1:50，30℃摇床培养3天，离心，取上清液，得到菌种发酵液将的高岭土与水按质量比1:150混合制成高岭土悬浊液，调节值9，高岭土悬浊液、质量分数为1%的CaCl2溶液、菌种发酵液按质量比25:1:1混合均匀，搅拌5min，将混合液倒入比色管中，静止20min，取上清液下2cm处液体，用分光光度计在550nm波长下测定其吸光度，从而测定每种菌种的絮凝率，确定XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8的絮凝活性最高。
一种复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取污泥按质量比1:5加入装有去离子水的烧杯中，置于磁力搅拌器上搅拌10min，静置2h，离心，收集上清液，将上清液取相等的四份按质量比2:9分别接种至一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基中，33℃培养5天，按同样的接种量，同样的培养条件，重复富集培养2次，得一号、二号、三号、四号富集培养液，用质量分数为0.9%的生理盐水将一号、二号、三号、四号富集培养液分别稀释至10-6稀释度，得稀释后一号、二号、三号、四号富集培养液，分别划线接种于对应的一号细菌固体培养基、二号霉菌固体培养基、三号放线菌固体培养基、四号真菌固体培养基中， 33℃培养5天，得到纯化的细菌菌株、霉菌菌株、放线菌菌株、真菌菌株，通过菌种筛选，确定XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8絮凝活性最高，为微生物絮凝剂的产生菌；
（2）将XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8分别接种至一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基中培养，25~33℃培养3~5天，得XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液，将XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液按质量比2:1:2:2混合，得混合菌液，将混合菌液接种至发酵培养液中，30℃发酵5天，取发酵物，离心，取上清液，上清液中按质量比2:3加入丙酮，4℃恒温保存24h，取沉淀，用***洗涤沉淀3次，真空干燥，得到微生物絮凝剂粗提取物；
（3）将壳聚糖与蒸馏水按质量比1:10混合溶解，得壳聚糖溶液，向壳聚糖溶液中加入α-酮戊二酸，壳聚糖溶液与α-酮戊二酸的质量比为1:2，室温下不断搅拌，得到透明的粘性溶液，用质量分数为0.1 mol / L 的氢氧化钠溶液调 pH至5，搅拌反应4h，缓慢加入硼氢化钠溶液，硼氢化钠与α-酮戊二酸的摩尔比为1:8，用质量分数为0.2%的盐酸溶液调pH 至7，反应24 h，得反应后混合溶液，将反应后混合溶液倒入质量分数为95%乙醇中，搅拌1h，使α-酮戊二酸改性壳聚糖完全析出，抽滤，取沉淀，将沉淀依次用无水乙醇、无水***洗涤4次，置于索氏提取器中用乙醇连续萃取，干燥，得α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末；
（4）将微生物絮凝剂粗提取物与α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末按质量比5:3混合均匀，静置，用200目的筛子粉碎过筛，收集过筛颗粒，得复合型吸附金属离子絮凝剂。
实例3
絮凝剂提取原料：取河水中的污泥，置于4℃下保存。
一号细菌固体培养基：按质量份数计，取牛肉膏4份，蛋白胨8份，琼脂17.5份，NaCl2.5份，水1000份，pH7.2，121℃灭菌20min。
二号霉菌固体培养基：按质量份数计，取蔗糖22.5份，NaNO31.5份，K2HPO40.65份，MgSO40.25份，FeSO40.02份，琼脂14份，水1000份，pH7，115℃灭菌20min。
三号放线菌固体培养基：按质量份数计，取可溶性淀粉19份，KNO30.8份，K2HPO40.45份，MgSO4·7H2O0.35份，FeSO4·7H2O0.025份，NaCl0.55份，琼脂17.5份，水1000份，pH7.2，121℃灭菌20min。
四号真菌固体培养基：按质量份数计，取马铃薯190份，蔗糖21份，琼脂19份，水1000份，pH自然，121℃灭菌20min。
一，二，三，四号相对应液体培养基：不加琼脂，其他成分相同，可制得相应的液体培养基。
发酵培养液：按质量份数计，取葡萄糖16.5份，尿素0.5份，酵母膏0.35份，K2HPO44份，KH2PO41.5份，NaCl0.1份，MgSO4·7H2O0.2份，(NH4)2SO40.3份，水1000份，pH7.4，115℃灭菌20min。
微生物絮凝剂产生菌的筛选：将纯化细菌菌株、霉菌菌株、放线菌菌株、真菌菌株分别接种至发酵培养液中（一株菌株接种至一份培养液中），每种菌株与发酵营养液的质量比为1:50，27℃摇床培养2.5天，离心，取上清液，得到菌种发酵液将的高岭土与水按质量比1:150混合制成高岭土悬浊液，调节值8.5，高岭土悬浊液、质量分数为1%的CaCl2溶液、菌种发酵液按质量比25:1:1混合均匀，搅拌5min，将混合液倒入比色管中，静止20min，取上清液下2cm处液体，用分光光度计在550nm波长下测定其吸光度，从而测定每种菌种的絮凝率，确定 XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8的絮凝活性最高。
一种复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取污泥按质量比1:5加入装有去离子水的烧杯中，置于磁力搅拌器上搅拌10min，静置1.5h，离心，收集上清液，将上清液取相等的四份按质量比2:9分别接种至一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基中，29℃培养4天，按同样的接种量，同样的培养条件，重复富集培养2次，得一号、二号、三号、四号富集培养液，用质量分数为0.9%的生理盐水将一号、二号、三号、四号富集培养液分别稀释至10-6稀释度，得稀释后一号、二号、三号、四号富集培养液，分别划线接种于对应的一号细菌固体培养基、二号霉菌固体培养基、三号放线菌固体培养基、四号真菌固体培养基中，29℃培养4天，得到纯化的细菌菌株、霉菌菌株、放线菌菌株、真菌菌株，通过菌种筛选，确定XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8絮凝活性最高，为微生物絮凝剂的产生菌；
（2）将XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8分别接种至一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基中培养，25~33℃培养3~5天，得XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液，将XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液按质量比2:1:2:2混合，得混合菌液，将混合菌液接种至发酵培养液中，29℃发酵4天，取发酵物，离心，取上清液，上清液中按质量比2:3加入丙酮，4℃恒温保存24h，取沉淀，用***洗涤沉淀3次，真空干燥，得到微生物絮凝剂粗提取物；
（3）将壳聚糖与蒸馏水按质量比1:10混合溶解，得壳聚糖溶液，向壳聚糖溶液中加入α-酮戊二酸，壳聚糖溶液与α-酮戊二酸的质量比为1:2，室温下不断搅拌，得到透明的粘性溶液，用质量分数为0.1 mol / L 的氢氧化钠溶液调 pH至4.5，搅拌反应4h，缓慢加入硼氢化钠溶液，硼氢化钠与α-酮戊二酸的摩尔比为1:8，用质量分数为0.2%的盐酸溶液调pH 至6.5，反应24 h，得反应后混合溶液，将反应后混合溶液倒入质量分数为95%乙醇中，搅拌1h，使α-酮戊二酸改性壳聚糖完全析出，抽滤，取沉淀，将沉淀依次用无水乙醇、无水***洗涤3次，置于索氏提取器中用乙醇连续萃取，干燥，得α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末；
（4）将微生物絮凝剂粗提取物与α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末按质量比5:3混合均匀，静置，用200目的筛子粉碎过筛，收集过筛颗粒，得复合型吸附金属离子絮凝剂。
对照例：潍坊市某公司生产的絮凝剂。
将上述实例所得絮凝剂与对比例的絮凝剂进行检测，具体检测如下：
制备1wt％的高岭土水溶液，用作评价这些絮凝剂的悬浊液，将100ml悬浊液倒入带有共塞的容积为200ml的测量筒中。分别使用滴管滴入本发明的絮凝剂与市面上所售絮凝剂作为样品滴入相同的量，在滴入后，用塞子堵住测量筒，上下颠倒反转十次。然后使测量筒恢复到静置状态，在紫外分光光度计下，测定上清液在波长550nm处下的吸光度，计算出絮凝剂的絮凝率与活菌数量。将制备好的絮凝剂与配制的含镉或铜离子的溶液混合，含镉溶液中Cd2+浓度为 100mg/L，含铜溶液中Cu2+浓度为100mg/L，絮凝剂加入量为 10g/L，2h后过滤，用蒸馏水冲洗，测试水溶液中Cd2+、Cu2+的浓度。测试结果见表1。
絮凝率%=（对照上清液吸光光度值-样品上清液吸光光度值）/样品上清液吸光光度值×100%
综合上述，本发明的絮凝剂絮凝效果好，吸附重金属能力更强，值得推广。

Claims (6)

1.一种复合型吸附金属离子絮凝剂制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）取河水中的污泥加入去离子水中，置于磁力搅拌器上搅拌，静置，离心，收集上清液，将上清液取质量相等的四份分别接种至一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基中培养，按同样的接种量，同样的培养条件，重复富集培养2次，得一号、二号、三号、四号富集培养液，用质量分数为0.9%的生理盐水将一号、二号、三号、四号富集培养液分别稀释至10-6稀释度，得稀释后一号、二号、三号、四号富集培养液，再将四种富集培养液分别划线接种于对应的一号细菌固体培养基、二号霉菌固体培养基、三号放线菌固体培养基、四号真菌固体培养基中培养，得到纯化的细菌株、霉菌菌株、放线菌菌株、真菌菌株，通过菌种筛选，确定XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8作为微生物絮凝剂的产生菌；
（2）将XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8分别接种至一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基中培养培养，得XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液，将XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液混合，得混合菌液，将混合菌液接种至发酵培养液中发酵，取发酵物，离心，取上清液，上清液中加入丙酮，恒温保存24h，取沉淀，用***洗涤沉淀2~3次，真空干燥，得到微生物絮凝剂粗提取物；
（3）将壳聚糖与蒸馏水混合溶解，得壳聚糖溶液，向壳聚糖溶液中加入α-酮戊二酸，室温下不断搅拌，得到透明的粘性溶液，用质量分数为0.1mol/L的氢氧化钠溶液调 pH至4~5，搅拌反应，加入硼氢化钠溶液，用质量分数为0.2%的盐酸溶液调pH 至6~7，反应，得反应后混合溶液，将反应后混合溶液倒入质量分数为95%乙醇中搅拌，析出，抽滤，取沉淀，将沉淀依次用无水乙醇、无水***洗涤3~4次，置于索氏提取器中用乙醇连续萃取，干燥，得α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末；
（4）将微生物絮凝剂粗提取物与α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末混合均匀，静置，粉碎，过筛，收集过筛颗粒，得复合型吸附金属离子絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中污泥与去离子水的质量比为1:5，相等质量的四份上清液与对应的一号细菌液体培养基、二号霉菌液体培养基、三号放线菌液体培养基、四号真菌液体培养基的质量比为2:9。
3.根据权利要求1所述的复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中一号细菌固体培养基的配方为按质量份数计，取牛肉膏3~5份，蛋白胨6~10份，琼脂15~20份，NaCl 2~3份，水1000份，pH7.2±0.2，121℃灭菌20min；二号霉菌固体培养基的配方为按质量份数计，取蔗糖20~25份，NaNO31~2份，K2HPO40.5~0.8份，MgSO40.2~0.3份，FeSO40.01~0.03份，琼脂13~15份，水1000份，pH7.0±0.2，115℃灭菌20min；三号放线菌固体培养基的配方为按质量份数计，取可溶性淀粉18~20份，KNO30.6~1份，K2HPO40.3~0.6份，MgSO4·7H2O0.2~0.5份，FeSO4·7H2O0.02~0.03份，NaCl0.4~0.7份，琼脂15~20份，水1000份，pH7.2±0.2，121℃灭菌20min；四号真菌固体培养基的配方为按质量份数计，取马铃薯180~200份，蔗糖20~22份，琼脂18~20份，水1000份，pH自然，121℃灭菌20min。
4.根据权利要求1所述的复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中发酵培养液的配方为按质量份数计，取葡萄糖15~18份，尿素0.4~0.6份，酵母膏0.2~0.5份，K2HPO43~5份，KH2PO41~2份，NaCl0.08~0.12份，MgSO4·7H2O0.1~0.3份，(NH4)2SO40.2~0.4份，水1000份，pH7.4±0.2，115℃灭菌20min；一，二，三，四号相对应液体培养基的配方为不加琼脂，其他成分相同，可制得相应的液体培养基。
5.根据权利要求1所述的复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中XJ3-14、MJ1-5、FXJ6-9、ZJ2-8培养液按质量比2:1:2:2混合，上清液与丙酮的质量比为2:3。
6.根据权利要求1所述的复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中壳聚糖与蒸馏水的质量比为1:10，壳聚糖溶液与α-酮戊二酸的质量比为1:2，硼氢化钠与α-酮戊二酸的摩尔比为1:8.
根据权利要求1所述的复合型吸附金属离子絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中微生物絮凝剂粗提取物与α-酮戊二酸改性壳聚糖粉末的质量比为5:3。
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CN109292934A (zh) * 2018-11-20 2019-02-01 好太阳（沈阳）环境治理有限公司 环保新型絮凝净化剂
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