[發明專利]微囊化出芽短梗霉在處理含鉻錳廢水中的應用

無效

• 申請號: 201210005422.9
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102515367A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 余曉紅;邵榮;劉珊珊;李鳳偉
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及生物吸附法在處理含鉻錳廢水中的應用。

背景技術

鉻錳是重金屬，在工業生產過程中會產生含鉻錳等重金屬元素的廢水。空氣、水和土壤中的有毒重金屬，如鉻錳，對環境的嚴重威脅正逐漸成為全球性問題，因此與環境相關的有毒重金屬離子的有效去除與分離技術就成為一項富于挑戰性的工作。目前，世界各國重金屬廢水處理方法主要有三類：第一類是廢水中重金屬離子通過發生化學反應除去的方法，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法、化學還原法、電化學還原法和高分子重金屬捕集劑法等。第二類是使廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行吸附、濃縮、分離的方法，包括吸附、溶劑萃取、蒸發和凝固法、離子交換法和膜分離法等。第三類是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法，其中包括生物絮凝、生物化學法和植物生態修復等。

傳統的化學、物理法處理成本高、效果不穩定，除了應用清潔生產和循環經濟技術從源頭上對重金屬的使用和排放進行遏制之外，還需要更多地研究和發展新型天然吸附劑、重金屬捕集劑和生物技術對重金屬污染的治理，發揮它們成本低、效率高的優勢，并加強多種治理技術的綜合應用，尋找治理重金屬污染新的有效途徑，對提高污水處理的質量和效率有著重要意義。

微囊化技術是指把分散的固體、液體或者氣體物質完全包覆在一層半透膜中形成微小粒子的技術。正是由于生物微膠囊技術具有保護芯材、隔離不相容組分、控制釋放等作用，因此被廣泛應用在食品、日化、煙草加工、紡織、造紙、生物技術、醫藥、農牧業等領域。但目前生物微膠囊應用于水處理方面的報道和研究還很少。隨著生物微膠囊制備技術的發展和新型材料的研究，利用微膠囊固定微生物代替目前的生物流化床中的載體，吸引了國內外學者的研究和關注。微囊化技術包埋優勢菌與傳統生物處理法相比，具有反應易于控制、微生物損失少、菌種高純高效、處理效率高、產污泥量少、固液分離效果好等優點。將微囊化菌應用于生物流化床可以較好的彌補流化床中菌種容易流失的缺點，為廢水處理特別是含重金屬的化工尾水的處理提供了新思路。

生物微膠囊的特殊結構使囊心與外界環境相互隔離，使其免受外界溫度、氧氣、紫外線等因素的影響；即便是性質不穩定的囊心，也不易發生化學變化，因而保持了生物菌的高濃度和高活性，尤其是對特定行業的難降解有毒物質的承受能力強，穩定性好，有利于提高污染物的處理負荷和去除效率，同時污泥產量低，減輕后續污泥處置的負擔。微膠囊的特殊結構使生物菌(污泥)形成有一定質量的大顆粒，有利于沉淀過程中的泥水分離，還可以使原本會發生反應的幾種物質分開，使其“各自為陣”，保持“原汁原味”，并可以根據需要控制他們的分離或混合。

出芽短梗霉(Aureobasidium?pullulans)又名出芽茁霉(Pullularia?pullulans)，為半知菌類短梗霉屬，是一種具有酵母型和菌絲型形態的多形真菌。廣泛存在于植物材料和土壤中，可作為單細胞蛋白、細胞壁多糖、胞外多糖、果膠酶、色素等的生產菌株。這些物質用途非常廣泛，尤其是所產生的胞外多聚糖(短梗霉多糖或卜多糖或普魯蘭霉多糖)具有極佳的成膜性、成纖維性、阻氧性、可塑性、粘結性和易自然降解等許多獨特的理化和生物學特性，無毒無害，對人體無任何副作用。廣泛用于醫藥制造，食品包裝，水果和海產品保鮮，化妝品工業，煙草制造工業和農業種子保護等眾多領域，是一種有極大開發價值和前景的多功能新型生物制品。且出芽短梗霉在含重金屬的廢水中具有很高的活性。基于目前有效解決含有鉻、錳生產廢水處理工藝中存在的問題，采用了微囊化出芽短梗霉吸附含有鉻、錳的生產廢水，以確保廢水中的鉻、錳污染物達標排放，實現、環境效益與經濟效益雙贏。

發明內容

本發明的目的：傳統的處理含鉻錳廢水的方法，去除率不高，操作費用和成本又相對過高，而生物吸附法在處理低濃度金屬溶液中有其獨特的優勢。本發明采用“微囊化出芽短梗霉”對含鉻錳廢水進行處理，得到鉻錳重金屬的去除機制與處理工藝條件，為有效利用組合工藝處理混合化工廢水提供理論依據和技術支持。

本發明的技術方案：本發明所述的生物吸附法處理含鉻錳的廢水為基于微囊化出芽短梗霉處理含鉻錳的廢水。以短梗霉多糖作為制備微囊化出芽短梗霉的載體；比較不同菌齡的出芽短梗霉微囊化菌體吸附鉻錳的能力，確定出芽短梗霉適宜的培養時間；研究pH值、反應時間、溫度、菌體加入量對出芽短梗霉微囊化菌體吸附鉻錳的影響效果；對吸附了鉻錳的出芽短梗霉微囊化菌體進行洗脫研究，考察其再生性能。