CN103833144B - 一种利用产絮菌发酵液去除水中重金属离子的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用产絮菌发酵液去除水中重金属离子的方法属于水质净化及环境保护技术领域。按照以下步骤进行：(1)菌种活化：从斜面培养基挑取一环类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040菌苔接种于液体培养基中活化；(2)发酵培养：将活化后的菌液按1％～2％体积比接种于优化培养基中继续培养36～96h，得到菌株发酵液；(3)取适当菌株发酵液加入到重金属溶液中，调节pH为3～7，在温度为20～30℃摇床反应10～90min，使水中重金属被充分吸收；后离心取上清液，等离子体发射光谱仪法测定溶液中的重金属离子浓度。本发明方法中去除水中重金属离子过程中操作简单，成本低廉，无污染，具有较好的推广应用价值，其对蓄电池生产废水中铅离子的去除率达到94％以上。
Description
技术领域
本发明属于水质净化及环境保护技术领域，特别涉及一种利用产絮菌发酵液去除水中重金属离子的方法。
背景技术
重金属废水是一种对生态环境危害极大的工业废水，主要来源于采矿、选矿、冶炼、电镀、化工、制革和造纸工业，这些工业产生的含汞、铬、镉、镍、铜、铅等重金属废水具有较大的毒性。含重金属的废水排放到水体中，在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类经体表吸附与体内吸收，产生食物链浓缩，对人类健康和生态环境的危害越来越严重，因此有效地从工业废水中去除重金属已经成为环保领域十分迫切的任务。
目前应用于重金属离子污染水体的方法有化学处理、离子交换、吸附法、膜分离等等，但都存在一定的弊端。化学处理通过沉淀、氧化还原、絮凝作用等有效去除重金属，但投入化学药剂成本及运行成本较高，且造成二次污染；离子交换法操作繁琐，运行费用较高；吸附和膜分离法同样存在运行成本高等问题。因此需要探索一种高效且价格低廉的处理方法。
近几年来，微生物对金属的结合能力即利用微生物从水溶液中富集、脱除重金属离子的方法——生物吸附法，引起了研究人员的注意。该方法不仅可在有效脱除有毒金属的同时不引入其它有害物质，而且它在mg/L级的废水处理中具有独特优势，进而弥补了现有工艺的不足。生物处理是一种新兴的重金属污染处理技术，通过生物吸附剂的络合、螯合、离子交换、吸附、絮凝等生化作用将重金属离子吸附于生物细胞之中，以达到消除重金属污染的目的，因且其具有成本低、选择性强、处理效率高、无二次污染等优点，在重金属污染处理方面有着广泛研究和应用前景。
生物吸附的研究国内外多处于实验室研究阶段，采用人工模拟废水，探索各种微生物对不同重金属的吸附特性和规律，研究的主要注意力集中在细胞壁对金属离子的吸附过程上，并揭示了细胞内部对金属离子也有吸附作用。一般来说，金属的生物吸附是以许多金属结合机理为基础的。这些机理可以是单独起作用的，也可以与其他机理结合在一起起作用，这取决于过程的条件和环境。
目前国内外报道的文献及所公开的专利中，利用微生物去除水中重金属离子的生物吸附法应用较多，涉及的微生物主要有细菌、酵母菌、藻类和霉菌等对重金属的吸附，但是对细菌及其代谢产物——胞外多糖去除废水中的重金属研究比较少。利用微生物絮凝剂(Microbialflocculant MBF)对废水中的重金属进行处理，是近年来研究的热点。Friedman和Dugan于1968年报道了Zoogleoa115产生的絮凝剂对Co2+、Cu2+、Fe3+和Ni2+有去除作用。其后各国研究者陆续报道了各种微生物所产生的生物大分子对金属离子的处理作用，其研究结果均存在絮凝剂投加量较大，处理效率不理想等现象。如王竞等(2001年)利用胞外高聚物产生菌(Paenibacillussp.)GX4-1的发酵液制成的絮凝剂WJ-I对水中Cr(VI)进行絮凝吸附去除研究，当pH=1.5，絮凝剂投放量为40-50mg的条件下，对Cr(VI)浓度为200mg/L，此时去除率为51%。郭帅(2008年)利用絮凝剂产生菌动胶菌属(Zoogloea sp.)B2对重金属Pb2+的处理研究表明：在最佳pH值6.0条件下，投加量为30mL时，最大去除效率为68.72%。姚敏杰等(2009年)研究胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)产生的微生物絮凝剂(MBF)对高浓度重金属离子模拟废水的絮凝作用。将10mL MBF分别加入到100mL含Fe3+、Al3+、Pb2+、Zn2+、Ca2+和Mg2+的模拟废水中，去处理率均小于80%。宋京津(2011年)等利用微生物絮凝剂产生菌Ⅱ3产生的絮凝剂MBFⅡ3对含重金属Cd2+溶液去除的最佳pH值为7.0，投加量为20mL，处理20min时，可达到最大去除效率为68.2%。
发明内容
针对以上不足，本发明的目的在于提供一种简单、绿色、高效且廉价的去除水中重金属离子的方法，不仅可在常温条件下去除大部分重金属离子，去除效率高，均大于90%，而且培育操作过程简单，用量低，投加量仅为0.1%(v/v)，价格低廉，较易推广应用。
一种利用产絮菌发酵液去除水中重金属离子的方法，按照以下步骤进行：
(1)菌株活化：从斜面培养基挑取一环类芽孢杆菌(Pa年niba干illus sp栽)CGMCC No栽2040菌苔接种于液体培养基中，在25～35℃温度下以转速为120～160r/min的摇床振荡培养18～24具即可完成活化；
(2)发酵培养：将活化后的菌液按1%～2%体积比接种于优化培养基中继续培养36～96具，得到菌株发酵液；
(3)取适当菌株发酵液加入到浓度为1～120m其/L的重金属溶液中，使菌种发酵液与重金属溶液的体积比为(1～10)%∶1，调节pH为3～7，在温度为20～30℃摇床以转速为140～180r/min条件下反应10～90min，使水中重金属被充分吸收；后5000～10000r/min离心分离5～10min后取上清液，等离子体发射光谱仪法测定溶液中的重金属离子浓度。
将步骤(2)制备的菌株发酵液制成絮凝剂制品，利用絮凝剂制品去除水中重金属离子的方法，按照以下步骤进行：
(1)絮凝剂制品的制备：将步骤(2)制备的菌株发酵液稀释后3～10倍离心分离，经蒸发浓缩、加入75～95%的乙醇主乙醇的体积与发酵液的体积比为1:(2～5)，获得絮凝沉淀物，取沉淀物经离心分离和真空干燥制备成絮凝剂制品；
(2)取适当絮凝剂制品加入到浓度为1～120m其/L的重金属溶液中，使絮凝剂制品的质量与重金属溶液的体积比为(1～10)%克/升，调节pH为3～7，在温度为20～30℃摇床以转速为140～180r/min条件下反应10～90min，使水中重金属被充分吸收；后5000～10000r/min离心分离5～10min后取上清液，等离子体发射光谱仪法测定溶液中的重金属离子浓度。
所述斜面培养基成分为：牛肉膏5g/L，蛋白胨10g/L，NaCl5g/L，琼脂20g/L，pH=7，分装入试管，121℃下高压灭菌30min，制成斜面。
所述液体培养基成分为：牛肉膏5g/L，蛋白胨10g/L，NaCl5g/L，pH7，121℃下高压灭菌30min。
所述优化培养基成分为：可溶性淀粉15g/L，酵母膏3g/L，K2HPO46g/L，MgSO4·7H2O0.2g/L，NaCl0.1g/L，pH8，在121℃下高压灭菌30min。
所述重金属溶液为含铜离子、锌离子、镍离子或铅离子的重金属离子的溶液，或者含重金属铅离子的蓄电池生产废水。
本发明方法中去除水中重金属离子过程中操作简单，成本低廉，无污染，具有较好的推广应用价值，其对蓄电池生产废水中铅离子的去除率达到94%以上。
附图说明
图1类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040发酵液对不同浓度重金属铅离子的去除作用效果图。
图2类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040发酵液对不同浓度重金属铜离子的去除作用效果图。
图3类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040发酵液对不同浓度重金属锌离子的去除作用效果图。
图4类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040发酵液对不同浓度重金属镍离子的去除作用效果图。
图5类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040发酵液处理含铅废水前的扫描电镜显微图片。
图6类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040发酵液对含5mg/L铅离子废水处理后的扫描电镜显微图片
图7类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040发酵液对含50mg/L铅离子废水处理后的扫描电镜显微图片。
图8本发明具体实施方式中16S rRNA序列提交到GenBank数据库，进行序列比对及系统发育分析的结果，其中UserSeq即为本发明所述菌株。
具体实施方式
本发明产絮菌株经中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)保藏，保藏编号：CGMCC No.2040，分类命名：类芽孢杆菌Paenibacillus sp.，保藏日期：2007年5月11日。
本发明实施例中产絮菌株制备的方法，在果树种植、栽培土壤或公园草坪土壤距地表约2-5cm处土样中分离得到的野生菌种经梯度稀释涂布平板法筛选、纯化所得，按照如下步骤进行：
(1)称取果树种植、栽培土壤或公园草坪土壤距地表约2-5cm土壤样品1-10g放到灭菌的250mL三角烧瓶中，添加无菌水使最终体积为100mL，加塞后放入30℃，150r/min摇床中震荡培养24h；
(2)静置约20-40min，用移液枪吸取1mL上清液注入装有9mL无菌水的试管中充分混合均匀后，换枪头再从此试管中吸取1mL溶液注入另一支装有9mL无菌水的试管中，依次制得10-1～10-5稀释梯度的土壤悬液；
(3)在无菌操作台上，用移液枪分别移取10-1，10-3，10-5的土壤悬液各0栽1mL置入在3个PBA培养基上，再用无菌涂布棒涂布均匀；把制备好的PBA培养基贴上标签倒置在30℃的恒温培养箱中培养2～3平，选择表面光滑且带粘性的单菌落再通过多次在PBA培养基上进行划线分离后得到纯菌落。
所述PBA培养基成分为：牛肉膏5g/L，蛋白胨10g/L，NaCl5g/L，琼脂20g/L，pH7，121℃下高压灭菌30min。此培养基用来筛选、分离菌种。
絮凝活性测定方法为：①初筛：在试管中装入浓度为5g/L的高岭土悬浊液20mL(把l改为L，以下同)，加入2～3滴培养后的微生物发酵液，震荡、摇匀、静置5min，观察絮团生成情况，将有絮团生成的细菌作为微生物絮凝剂产生菌进行培养。将获得的具有絮凝效果的细菌菌株，采用平板划线法对所培养的细菌菌株进行分离和纯化，获得纯菌株，并进行絮凝活性测定；②复筛：在100mL量筒中加入0.5g高岭土，加100mL水摇匀后，制备成高岭土悬浮液，加入0.1mL初筛后的微生物发酵液，摇匀后静置5min，取50mL处上清液采用分光光度计测定其光密度OD550，以不加微生物发酵液的高岭土悬浮液作为对比，计算絮凝率；③确定高效产絮菌株：筛选絮凝活性最强菌株经培养的发酵液与高岭土悬浊液以0.1%(v/v)比例混合絮凝，其絮凝率为95.47%；④将此菌株保存于斜面培养基，置于冰箱保存。
本发明菌株鉴定：
①16S rRNA基因的PCR扩增：将筛选出的菌株用上海生工公司的细菌基因组DNA抽提试剂盒提取其基因组DNA。以基因组DNA为模板进行PCR扩增反应。扩增引物为：27F：5’-AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG-3’,1541R：5’-AAG GAG GTG ATC CAC CC-3’。
16S rRNA反应体系为100μl：Taq(5U/μl)0.8μl；10应PCR Buffer(Mg2+Plus)10μl；dNTP Mixture(2.5mM/each)8μl；模板DNA2.5ng；引物27F(10μmol/L)2μl，引物1541R(10μmol/L)2μl；ddH2O补足到100μl。
PCR扩增条件：95℃预变性5min；95℃变性1min,57℃退火1min,72℃延伸1min20s,运行共30循环；72℃最终延伸5min。
②琼脂糖凝胶电泳：
PCR扩增产物在1%琼脂糖凝胶上进行电泳。其条带在1500bp左右。PCR扩增产物经克隆测序，测得16S rNA序列为1426bp。其序列测定结果如下：
TTCGGCGGCTGGCTCCCTTGCGGGTTACCCCACCGACTTCGGGTGTTGCAAACTCTCG
TGGTGTGACGGGCGGTGTGTACAAGACCCGGGAACGTATTCACCGCGGCATGCTGATC
CGCGATTACTAGCAATTCCGACTTCATGCAGGCGAGTTGCAGCCTGCAATCCGAACTG
AGATCGGCTTTTTAGGATTCGCTCCACCTCGCGGCTTCGCTTCCCGTTGTACCGACCAT
TGTAGTACGTGTGTAGCCCAGGTCATAAGGGGCATGATGATTTGACGTCATCCCCACCT
TCCTCCGGTTTGTCACCGGCAGTCTGCTTAGAGTGCCCACCATCATGTGCTGGCAACTA
AGCATAAGGGTTGCGCTCGTTGCGGGACTTAACCCAACATCTCACGACACGAGCTGAC
GACAACCATGCACCACCTGTCTTGAATGTTCCGAAGAAAAGGTACATCTCTGCACCGG
TCATTCAGATGTCAAGACCTGGTAAGGTTCTTCGCGTTGCTTCGAATTAAACCACATAC
TCCACTGCTTGTGCGGGTCCCCGTCAATTCCTTTGAGTTTCAGTCTTGCGACCGTACTC
CCCAGGCGGAATGCTTAATGTGTTAACTTCGGCACCAAGGGTATCGAAACCCCTAACA
CCTAGCATTCATCGTTTACGGCGTGGACTACCAGGGTATCTAATCCTGTTTGCTCCCCAC
GCTTTCGCGCCTCAGCGTCAGTTACAGCCCAGAGAGTCGCCTTCGCCACTGGTGTTCC
TCCACATCTCTACGCATTTCACCGCTACACGTGGAATTCCACTCTCCTCTTCTGCACTCA
AGTCATCCAGTTTCCGATGCGACCCGAAGTTGAGCTTCGGGATTAAACACCAGACTTA
AATGACCGCCTGCGCGCGCTTTACGCCCAATAATTCCGGACAACGCTTGCCCCCTACGT
ATTACCGCGGCTGCTGGCACGTAGTTAGCCGGGGCTTTCTTCTCAGGTACCGTCACTCG
GATAGCAGTTACTCTATCCGACGTTCTTCCCTGGCAACAGAGCTTTACGATCCGAAAAC
CTTCATCACTCACGCGGCGTTGCTCCGTCAGACTTTCGTCCATTGCGGAAGATTCCCTA
CTGCTGCCTCCCGTAGGAGTCTGGGCCGTGTCTCAGTCCCAGTGTGGCCGATCACCCT
CTCAGGTCGGCTACGCATCGTCGCCTTGGTGAGCCGTTACCCCACCAACTAGCTAATGC
GCCGCAGGCCCATCCCTCAGTGACAGATTGCTCCGTCTTTCCCGGTCTCTTCAGGAGA
AGAAAACGATTATCCGGTATTAGCTACCGTTTCCGGTAGTTATCCCAGTCTGAGGGGCA
GGTTGCCTACGTGTTACTCACCCGTCCGCCGCTAAGTCTCAAGAAAGCAAGCTTCCTAT
CAACTCCGCTCGACTGCA
该16S rRNA序列提交到GenBank数据库并进行序列比对及系统发育分析，其结果见图8。其中UserSeq即为本发明所述菌株，该菌株为类芽孢杆菌属的一个新种。
实施例1
利用产絮菌的菌株发酵液除水中重金属离子的方法，具体步骤如下：
(1)菌株活化：从斜面培养基挑取一环类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040菌苔接种于液体培养基中，在30℃温度下以转速为140r/min的摇床振荡培养24h即可完成活化；
(2)发酵培养：将活化后的菌液按2%体积比接种于优化培养基中继续培养64h，得到微生物絮凝剂发酵液。
(3)去除重金属离子：取适当菌株发酵液加入到浓度为1～110mg/L的含铅离子、使之体积比为5%，调节pH为5，在温度为30℃摇床以转速为150r/min条件下反应30min，使水中重金属被充分吸收后；以6000r/min离心分离10min后取上清液，利用ICP检测定溶液中的重金属离子浓度。结果见图1。由图可知铅离子最大去除率分别为99.38%(110mg/L铅离子)。
实施例2
利用产絮菌的菌株发酵液去除水中重金属离子的方法，具体步骤如下：
(1)菌株活化：从斜面培养基挑取一环类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040菌苔接种于液体培养基中，在30℃温度下以转速为140r/min的摇床振荡培24h即可完成活化；
(2)发酵培养：将活化后的菌液按2%体积比接种于优化培养基中继续培养64h，得到微生物絮凝剂发酵液。
(3)去除重金属离子：取适当菌株发酵液加入到浓度为1～110mg/L的含铜离子溶液中，使之体积比为5%，调节pH为5，在温度为30℃摇床以转速为150r/min条件下反应30min，使水中重金属被充分吸收后；以6000r/min离心分离10min后取上清液，利用ICP检测定溶液中的重金属离子浓度。结果见图2。由图可知铜离子的最大去除率90.23%(10mg/L铜离子)。
实施例3
利用产絮菌的菌株发酵液去除水中重金属离子的方法，具体步骤如下：
(1)菌株活化：从斜面培养基挑取一环类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040菌苔接种于液体培养基中，在30℃温度下以转速为140r/min的摇床振荡培24h即可完成活化；
(2)发酵培养：将活化后的菌液按2%体积比接种于优化培养基中继续培养64h，得到微生物絮凝剂发酵液。
(3)去除重金属离子：取适当菌株发酵液分别加入到浓度为1～110mg/L的含锌离子、溶液中，使之体积比为5%，调节pH为5，在温度为30℃摇床以转速为150r/min条件下反应30min，使水中重金属被充分吸收后；以6000r/min离心分离10min后取上清液，利用ICP检测定溶液中的重金属离子浓度。结果见图3。由图可知锌离子最大去除率分别为96.99%(20mg/L锌离子)。
实施例4
利用产絮菌的菌株发酵液去除水中重金属离子的方法，具体步骤如下：
(1)菌株活化：从斜面培养基挑取一环类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040菌苔接种于液体培养基中，在30℃温度下以转速为140r/min的摇床振荡培24h即可完成活化；
(2)发酵培养：将活化后的菌液按2%体积比接种于优化培养基中继续培养64h，得到微生物絮凝剂发酵液。
(3)去除重金属离子：取适当菌株发酵液分别加入到浓度为1～110mg/L的含镍离子溶液中，使之体积比为5%，调节pH为5，在温度为30℃摇床以转速为150r/min条件下反应30min，使水中重金属被充分吸收后；以6000r/min离心分离10min后取上清液，利用ICP检测定溶液中的重金属离子浓度。结果见图4。由图可知镍离子的最大去除率95.27%(50mg/L镍离子)。
实施例5
利用产絮菌的菌株发酵液去除水中重金属铅离子的方法，具体步骤如下：
(1)菌株活化：从斜面培养基挑取一环类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040菌苔接种于液体培养基中，在30℃温度下以转速为140r/min的摇床振荡培24h即可完成活化；
(2)发酵培养：将活化后的菌液按2%体积比接种于优化培养基中继续培养64h，得到微生物絮凝剂发酵液。
(3)去除重金属铅离子：取5mL菌株发酵液加入到浓度为5mg/L的含铅离子溶液100mL中，使之体积比为5%，调节pH为5，在温度为30℃摇床以转速为150r/min条件下反应30min，使水中铅离子被充分吸收后；以6000r/min离心分离10min后取上清液，利用ICP检测定上清液中的铅离子浓度。类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040对含铅废水中铅离子去除率分别为94.3%(5mg/L铅离子)，实验结果见表1和图5、图6。
表1类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040对含铅废水中铅离子的去除作用
实施例6
利用产絮菌的菌株发酵液去除水中重金属铅离子的方法，具体步骤如下：
(1)菌株活化：从斜面培养基挑取一环类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040菌苔接种于液体培养基中，在30℃温度下以转速为140r/min的摇床振荡培24h即可完成活化；
(2)发酵培养：将活化后的菌液按2%体积比接种于优化培养基中继续培养64h，得到微生物絮凝剂发酵液。
(3)去除重金属铅离子：取5mL菌株发酵液分别加入到浓度为50mg/L的含铅离子溶液100mL中，使之体积比为5%，调节pH为5，在温度为30℃摇床以转速为150r/min条件下反应30min，使水中铅离子被充分吸收后；以6000r/min离心分离10min后取上清液，利用ICP检测定上清液中的铅离子浓度。类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040对含铅废水中铅离子去除率分别为96.6%(50mg/L铅离子)，实验结果见表1和图5、图7。
实施例7
利用产絮菌的微生物絮凝剂制品去除水中重金属铅离子的方法，具体步骤如下：
(1)菌株活化：从斜面培养基挑取一环类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040菌苔接种于液体培养基中，在25℃温度下以转速为160r/min的摇床振荡培20h即可完成活化；
(2)发酵培养：将活化后的菌液按1%体积比接种于优化培养基中继续培养96h，得到微生物絮凝剂发酵液。
(3)絮凝剂制品的制备：将菌株发酵液稀释后4倍离心分离，经蒸发浓缩、加入90%的乙醇主乙醇的体积与发酵液的体积比为1:4，获得絮凝沉淀物，取沉淀物经离心分离和真空干燥制备成絮凝剂制品；
(4)去除重金属铅离子：0.1mg微生物絮凝剂制品分别加入到浓度为1mg/L的含铅离子溶液100mL中，使絮凝剂制品的质量与重金属溶液的体积比为1%克/升，调节pH为7，在温度为20℃摇床以转速为180r/min条件下反应30min，使水中铅离子被充分吸收后；以5000r/min离心分离10min后取上清液，利用ICP检测定溶液中的铅离子浓度。类芽孢杆菌(Paenibacillussp.)CGMCC No.2040发酵液对含铅废水中铅离子去除率为93.8%。
实施例8
利用产絮菌的微生物絮凝剂制品去除水中重金属铅离子的方法，具体步骤如下：
(1)菌株活化：从斜面培养基挑取一环类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040菌苔接种于液体培养基中，在35℃温度下以转速为120r/min的摇床振荡培18h即可完成活化；
(2)发酵培养：将活化后的菌液按1%体积比接种于优化培养基中继续培养36h，得到微生物絮凝剂发酵液。
(3)絮凝剂制品的制备：将菌株发酵液稀释后8倍离心分离，经蒸发浓缩、加入95%的乙醇主乙醇的体积与发酵液的体积比为1:3，获得絮凝沉淀物，取沉淀物经离心分离和真空干燥制备成絮凝剂制品；
(4)去除重金属铅离子：取1mg微生物絮凝剂制品加入到浓度为100mg/L含铅离子溶液100mL中，使絮凝剂制品的质量与重金属溶液的体积比为10%克/升，调节pH为5，在温度为25℃摇床以转速为140r/min条件下反应30min，使水中铅离子被充分吸收后；以10000r/min离心分离5min后取上清液，利用ICP检测定溶液中的铅离子浓度。类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040发酵液对含铅废水中铅离子去除率为99.6%。
实施例9
利用产絮菌的菌株发酵液去除蓄电池废水中重金属离子的方法，具体步骤如下：
(1)菌株活化：从斜面培养基挑取一环类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)CGMCC No.2040菌苔接种于液体培养基中，在30℃温度下以转速为140r/min的摇床振荡培24h即可完成活化；
(2)发酵培养：将活化后的菌液按2%体积比接种于优化培养基中继续培养64h，得到微生物絮凝剂发酵液。
(3)去除蓄电池废水中的重金属离子：取适当菌株发酵液加入到蓄电池废水中，使之体积比为1～10%，调节pH为5，在温度为30℃摇床以转速为150rpm条件下反应60min，使水中重金属被充分吸收；后6000rpm离心分离10min后取上清液，ICP法测定溶液中的铅离子浓度为度＜0.01mg/L，去除率99.5%。蓄电池生产废水未处理前的主要污染物为：Pb2+和pH，平均浓度为，Pb2+：1.88mg/L，pH为1-2。
Claims (4)
1.一种利用产絮菌发酵液去除水中重金属离子的方法，其特征在于按照以下步骤进行：
(1)菌株活化：从斜面培养基挑取一环类芽孢杆菌Paenibacillus sp.CGMCC No.2040菌苔接种于液体培养基中，在25～35℃温度下以转速为120～160r/min的摇床振荡培养18～24h即可完成活化；
(2)发酵培养：将活化后的菌液按1％～2％体积比接种于优化培养基中继续培养36～96h，得到菌株发酵液；
(3)取适当菌株发酵液加入到浓度为1～120mg/L的重金属溶液中，使发酵液与重金属溶液的体积比为(1～10)％∶1，调节pH为3～7，在温度为20～30℃摇床以转速为140～180r/min条件下反应10～90min，使水中重金属被充分吸收；后5000～10000r/min离心分离5～10min后取上清液，等离子体发射光谱仪法测定溶液中的重金属离子浓度；
所述重金属溶液为含铅离子、铜离子、锌离子和镍离子的重金属离子的溶液，或者含重金属铅离子的蓄电池生产废水。
2.根据权利要求1所述的一种利用产絮菌发酵液去除水中重金属离子的方法，其特征在于所述斜面培养基成分为：牛肉膏0.5g/L，蛋白胨1g/L，NaCl 0.5g/L，琼脂2g/L，pH＝7，分装入试管，121℃下高压灭菌30min，制成斜面。
3.根据权利要求1所述的一种利用产絮菌发酵液去除水中重金属离子的方法，其特征在于所述液体培养基成分为：牛肉膏0.5g/L，蛋白胨1g/L，NaCl 0.5g/L，pH＝7，121℃下高压灭菌30min。
4.根据权利要求1所述的一种利用产絮菌发酵液去除水中重金属离子的方法，其特征在于所述优化培养基成分为：可溶性淀粉1.5g/L，酵母膏0.3g/L，K2HPO4 0.6g/L，MgSO4·7H2O 0.02g/L，NaCl 0.01g/L，pH＝8，在121℃下高压灭菌30min。
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