[發(fā)明專利]一種胞外高聚物生物吸附劑的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410601866.8
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104372029A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設計）人: 毛艷麗;羅世田;康海彥;姜忠峰;郭一飛;陳松濤
• 申請（專利權(quán)）人: 河南城建學院
• 主分類號: C12P1/04
• 分類號: C12P1/04;B01J20/24;G21F9/12;C12R1/085
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技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種胞外高聚物生物吸附劑的制備方法，屬環(huán)境材料制備技術(shù)領域。

背景技術(shù)

核燃料的開采與加工、核反應堆的泄漏、核廢物的回收再處理等產(chǎn)生大量的放射性物質(zhì)。放射金屬元素進入環(huán)境后會造成大氣、水和土壤污染，顯著改變生物圈中各生態(tài)系統(tǒng)的平衡，造成自然生態(tài)環(huán)境破壞，最終在某些生物環(huán)節(jié)如食物鏈內(nèi)大量富集。但因具有很高的穩(wěn)定性和難降解性其壽命長、代謝難，長期在體內(nèi)累積，可引起慢性內(nèi)照射放射病，嚴重影響人類和下一代的生存。

目前，對含有放射性金屬離子廢水常用的處理方法有吸附分離法、膜分離法、離子交換法等，這些方法在處理放射性金屬離子含量低于100mg/L的廢水時都存在一定的缺陷，如工藝復雜、成本費用高、平衡時間長、產(chǎn)生二次污染等問題。在實際情況下，各種廢水中放射金屬離子的濃度一般都較低，因而尋找高效廉價的低濃度放射性金屬離子吸附劑成為迫切需要解決的問題。

胞外生物高聚物是微生物在發(fā)酵過程中分泌的生物高分子物質(zhì)，主要包括蛋白質(zhì)、糖類、脂類、纖維素、氨基酸的均聚物、DNA等物質(zhì)，高聚物中含有豐富的活性官能團(如羥基、氨基、羧基等)，對不同類型金屬離子表現(xiàn)出強烈的親和性，對一些金屬離子有很強的吸附能力，屬于天然有機高分子物質(zhì)，它安全無毒，具有可生化性，易被微生物降解，無二次污染。

周維芝等對深海適冷菌Pseudoalteromonas?sp.SM9913分泌的胞外多糖(EPS)對Pb(II)和Cu(II)吸附性能進行了研究，熊芬等研究了煙曲霉胞外生物高聚物對Pb(II)的吸附，本發(fā)明從土著菌中篩選出的蠟樣芽胞桿菌來源易得，用啤酒廢水做碳源，廉價碳源的使用，大大降低培養(yǎng)成本，可控培養(yǎng)簡單，產(chǎn)出率高，并且對放射性金屬離子具有較高的吸附容量。目前啤酒廢水做碳源培養(yǎng)蠟樣芽胞桿菌制備胞外高聚物用于放射性金屬離子吸附分離的吸附劑尚未有報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明用啤酒廢水取代傳統(tǒng)培養(yǎng)基中的葡萄糖做碳源，培養(yǎng)蠟樣芽胞桿菌制備胞外生物高聚物作為生物吸附劑。所制備吸附劑用于快速吸附去除水環(huán)境中的Ce(IV)和Cs(I)兩種放射性金屬離子。

技術(shù)方案

1、將蠟樣芽胞桿菌(Bacillus?cereus)接種到種子培養(yǎng)基中，所述的種子培養(yǎng)基是由以下組分組成：葡萄糖20g，KH₂PO₄2g，K₂HPO₄5g，(NH₄)₂SO₄0.2g，NaCl?0.1g，脲0.5g，酵母膏0.5g，蒸餾水1L；控制所述的種子培養(yǎng)基的pH值為7.0-8.0；

2、調(diào)整步驟1中已經(jīng)接種Bacillus?cereus的種子培養(yǎng)基至25-30℃，振蕩培養(yǎng)40-50h，得到Bacillus?cereus的種子培養(yǎng)液。

3、將步驟2得到的種子培養(yǎng)液3.0mL接種于50mL啤酒廢水發(fā)酵培養(yǎng)基中，所述的已經(jīng)滅菌好的啤酒廢水發(fā)酵培養(yǎng)基是由以下組分組成：啤酒廢水(COD_cr為4000-5000mg·L^-1)1L，KH₂PO₄2g，K₂HPO₄5g，(NH₄)₂SO₄0.2g，NaCl?0.1g，脲0.5g，酵母膏0.5g，蒸餾水1L，控制所述的啤酒廢水發(fā)酵培養(yǎng)基的pH值為7.0-8.0。

4、調(diào)整步驟3中已經(jīng)接種Bacillus?cereus的發(fā)酵培養(yǎng)基至25-30℃，振蕩培養(yǎng)60-72h，控制搖床轉(zhuǎn)速150-160r/min，得到發(fā)酵液。

5、將步驟4得到的發(fā)酵液放入離心機中除去菌體，控制離心機的轉(zhuǎn)速為5000-5500r/min，離心5-10min，得到上清液。

6、將步驟5得到的上清液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至原體積的1/5，向上述濃縮液中加入3倍體積冷無水乙醇，然后在4℃冰箱放置24小時，隨后以5000-6000r/min，離心15-20min，然后收集沉淀。

7、將步驟6收集到的沉淀物用無水乙醇洗滌2次，再用丙酮洗滌2次，隨后冷凍干燥24-48小時，得到胞外高聚物生物吸附劑。