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一株泡囊短波单胞菌及其在制备固定化微生物吸附剂中的应用 Download PDF

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Abstract

一株泡囊短波单胞菌及其在制备固定化微生物吸附剂中的应用。本发明将泡囊短波单胞菌S3菌液与壳聚糖共培养，使泡囊短波单胞菌S3生长吸附在壳聚糖表面，形成的固定化泡囊短波单胞菌S3壳聚糖复合材料，抽滤后低温真空干燥；再将所得微生物复合材料加入到含有海藻酸钠水溶液中搅拌混合均匀，然后滴入氯化钙溶液，使微生物壳聚糖复合材料包埋形成海藻酸钠微生物壳聚糖微球，水洗后晾干得到固定化菌小球。泡囊短波单胞菌S3已保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC NO.11072。本发明制备固定化菌小球可应用于重金属污染工业废水的处理，并且成本低、效果好及方便易回收。

Description

一株泡囊短波单胞菌及其在制备固定化微生物吸附剂中的 应用
技术领域
本发明涉及一种污水处理材料，尤其是涉及一株泡囊短波单胞菌及其在制备固定化微生物吸附剂中的应用。
背景技术
重金属污染废水的来源十分广泛，其主要来源为工业、农业和生活污水等。据统计，全球每年释放到环境中的有毒重金属高达数百万吨。重金属污染较为特殊，难以降解，即使污水中重金属的浓度非常低，也可能对环境造成非常大的破坏，影响到动植物的生长，由于生物积累性进而对人类造成巨大危害。如何更好的处理重金属废水并回收其中的金属，同时压缩处理运行费用、避免二次污染成为了重金属处理工作的突出问题。
固定化技术是指通过物理或者化学的手段，将游离的微生物或者酶限定在一个特定的空间区域内，使其更广泛而有效利用的一个重要手段。固定化微生物技术目前还是一项较新的环保技术，可以大幅度提高反应器中微生物浓度，防止微生物流失、提高反应速率、增加微生物对毒性污染物的耐受能力，而且固液分离容易。本发明利用包埋材料将特定微生物菌种和固定化材料包裹在内部，形成具有一定机械强度的固定化菌小球。制备的固定化菌小球可以用来处理重金属污染废水或者抗生素与重金属复合污染废水。
发明内容
解决的技术问题：本发明提供了一株泡囊短波单胞菌及其在制备固定化微生物吸附剂中的应用，可以有效的解决高效处理重金属废水和快速回收处理材料。
技术方案：泡囊短波单胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3，该菌株已保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏号为CGMCC NO.11072，保藏日期为2015年7月10日。泡囊短波单胞菌S3菌株在牛肉膏蛋白胨培养基平板上于30℃恒温培养箱中培养2d后，菌落呈圆形，不透明，淡黄色，中央部分突起，边缘部分光滑，质地致密而有光泽，在显微镜下观察为杆状。
上述泡囊短波单胞菌在制备重金属、抗生素吸附剂中的应用。
吸附剂的制备步骤为(1)将1-10mL泡囊短波单胞菌(Brevundimonasnaejangsanensis)S3菌悬液与2-5g壳聚糖在100mL液体牛肉膏蛋白胨培养基中25℃-37℃搅拌培养24h，使泡囊短波单胞菌生长吸附在壳聚糖表面，形成的固定化泡囊短波单胞菌壳聚糖复合材料，抽滤、水洗后4℃真空干燥；(2)将所得复合材料2-5g加入到含有1wt.％-5wt.％的海藻酸钠水溶液100mL中搅拌混合均匀，然后把混合好的含有复合材料的海藻酸钠水溶液滴入1wt.％-2wt.％的氯化钙溶液中，使微生物壳聚糖复合材料包埋形成海藻酸钠微生物壳聚糖微球，水洗后晾干得到吸附剂。
上述步骤(1)中所述牛肉膏和蛋白胨培养基配制方法为蛋白胨10g，牛肉膏3g，NaCl 5g，加蒸馏水1000mL，pH＝7.2-7.5；搅拌速度120-180r/min。
一种重金属、抗生素吸附剂，由上述方法制备而得。
上述吸附剂在处理重金属污染工业废水或者抗生素和重金属复合污染废水中的应用。
有益效果：本发明提供的一种污水处理中的固定化微生物处理剂，可以有效的解决高效处理重金属废水或者重金属与抗生素复合污染废水和快速回收微生物吸附材料的难题，为处理重金属废水特别是低浓度的重金属废水提供一个廉价、高效及易回收的解决方案。
附图说明
图1是制备的固定化菌小球图；
图2是固定化菌小球在不同时间对重金属Zn2+的去除率示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明技术方案作进一步具体的说明，但本发明不局限于以下所列举具体实施方式。
实施例1
固定化微生物吸附剂的制备方法：
(1)将10mL摇培的泡囊短波单胞菌S3CGMCC NO.11072菌悬液与5g壳聚糖在100mL液体牛肉膏和蛋白胨培养基中室温震荡培养24h，使泡囊短波单胞菌S3生长吸附在壳聚糖表面，形成的固定化泡囊短波单胞菌S3壳聚糖复合材料，抽滤、水洗后4℃低温真空干燥；牛肉膏和蛋白胨培养基配制方法为蛋白胨10g，牛肉膏3g，NaCl 5g，加蒸馏水1000mL，pH＝7.2-7.5；
(2)将所得复合材料5g加入到5wt.％海藻酸钠水溶液100mL中搅拌混合均匀，然后利用排枪每次吸入50μL混合液，把混合液滴加入2wt.％的氯化钙溶液中，使海藻酸钠形成凝胶状，把微生物壳聚糖复合材料包埋形成海藻酸钠微生物壳聚糖微球，浸泡10分钟后，水洗、晾干得到固定化微生物吸附剂。
将1.5g制成的固定化微生物吸附剂加入100mL含有20mg/L Zn2+的溶液中，pH值为6，之后在磁力搅拌器搅拌4h，然后利用原子吸收法测定溶液中重金属的去除率达到80％。
实施例2
固定化微生物吸附剂的制备方法：
(1)将10mL摇培的泡囊短波单胞菌S3CGMCC NO.11072菌悬液与10g壳聚糖在100mL液体牛肉膏和蛋白胨培养基中室温震荡培养24h，使泡囊短波单胞菌S3生长吸附在壳聚糖表面，形成的固定化泡囊短波单胞菌S3壳聚糖复合材料，抽滤、水洗后4℃低温真空干燥；牛肉膏和蛋白胨培养基配制方法为蛋白胨10g，牛肉膏3g，NaCl 5g，加蒸馏水1000mL，pH＝7.2-7.5；
(2)将所得复合材料10g加入到3wt.％海藻酸钠水溶液100mL中搅拌混合均匀，然后利用排枪每次吸入50μL混合液，把混合液滴加入1wt.％的氯化钙溶液中，使海藻酸钠形成凝胶状，把微生物壳聚糖复合材料包埋形成海藻酸钠微生物壳聚糖微球，浸泡10分钟后，水洗、晾干得到固定化微生物吸附剂。
将2g制成的固定化微生物吸附剂加入100mL含有50mg/L Zn2+的溶液中，pH值为5-6，之后在磁力搅拌器搅拌4h，然后利用原子吸收法测定溶液中重金属的去除率达到90％以上。
实施例3
将实施例2中制成的3g固定化微生物吸附剂加入100mL含有128mg/L链霉素和20mg/L Zn2+的溶液中，pH值为6，之后在震荡培养箱中120r/min，30℃避光震荡24h后对抗生素的降解率可达60％以上，重金属的去除率可以达到80％以上。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.泡囊短波单胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3，该菌株已保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC NO.11072，保藏日期为2015年7月10日。
2.权利要求1所述泡囊短波单胞菌在制备重金属、抗生素吸附剂中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于吸附剂的制备步骤为(1)将1-10mL泡囊短波单胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3菌悬液与2-5g壳聚糖在100mL液体牛肉膏蛋白胨培养基中25℃-37℃搅拌培养24h，使泡囊短波单胞菌生长吸附在壳聚糖表面，形成的固定化泡囊短波单胞菌壳聚糖复合材料，抽滤、水洗后4℃真空干燥；(2)将所得复合材料2-5g加入到含有1wt.％-5wt.％的海藻酸钠水溶液100mL中搅拌混合均匀，然后把混合好的含有复合材料的海藻酸钠水溶液滴入1wt.％-2wt.％的氯化钙溶液中，使微生物壳聚糖复合材料包埋形成海藻酸钠微生物壳聚糖微球，水洗后晾干得到吸附剂。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于所述步骤(1)中所述牛肉膏和蛋白胨培养基配制方法为蛋白胨10g，牛肉膏3g，NaCl 5g，加蒸馏水1000mL，pH＝7.2-7.5；搅拌速度120-180r/min。
5.重金属、抗生素吸附剂，其特征在于由权利要求3或4制备而得。
6.权利要求5所述吸附剂在处理重金属污染工业废水或者抗生素和重金属复合污染废水中的应用。
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