申请日2017.06.26
公开(公告)日2017.08.29
IPC分类号C12N1/20; C12N1/14; C12N11/10; C12N11/08; C12N11/04; C02F3/34; C12R1/40; C12R1/10; C12R1/085; C12R1/01; C12R1/645; C02F101/20
摘要
本发明属于生物技术领域，公开了一种复合生物制剂，其按照如下工艺制备而得：步骤1)菌株培养，步骤2)混匀、浓缩，步骤3)混合、加热、搅拌，步骤4)涂覆、交联、干燥。本发明复合生物制剂配伍合理，协同作用强，对汞有较高降解能力，可用于处理含汞废水。
权利要求书
1.一种复合生物制剂，其按照如下工艺制备而得：步骤1)菌株培养，步骤2)混匀、浓缩，步骤3)混合、加热、搅拌，步骤4)涂覆、交联、干燥。
2.根据权利要求1所述的复合生物制剂，其特征在于，所述复合生物制剂按照如下工艺制备而得：
步骤1)菌株培养：将恶臭假单胞菌、地衣芽孢杆菌、阴沟肠杆菌、嗜热侧孢霉菌以及蜡状芽孢杆菌分别按照斜面培养、摇瓶种子培养以及发酵罐培养获得恶臭假单胞菌发酵液、地衣芽孢杆菌发酵液、阴沟肠杆菌发酵液、嗜热侧孢霉菌发酵液以及蜡状芽孢杆菌发酵液;
步骤2)混匀、浓缩：将恶臭假单胞菌发酵液、地衣芽孢杆菌发酵液、阴沟肠杆菌发酵液、嗜热侧孢霉菌发酵液以及蜡状芽孢杆菌发酵液按照4-7:4-7:3-5:2-3:2-3的体积比混合均匀，得到混合发酵液，然后浓缩至原体积的五分之一，得到浓缩菌液;
步骤3)混合、加热、搅拌：将海藻酸钠、玉米淀粉以及聚乙烯醇按照3-5:3-5:1-2的质量比混合得到混合物，然后添加到占混合物三倍重量的水中，加热至60℃，保温条件下，300rpm搅拌30min，停止搅拌，自然冷却至室温，得到糊状物;
步骤4)涂覆、交联、干燥：将浓缩菌液与糊状物按照3-5:2-3的体积比混合，搅拌均匀，涂覆在无纺布的正反两面，30℃干燥处理20min，再置于1wt%的CaCl2溶液中进行交联反应，反应时间为60min，取出，20℃干燥至水分含量为5wt%，即得。
3.根据权利要求2所述的复合生物制剂，其特征在于，所述恶臭假单胞菌发酵液、地衣芽孢杆菌发酵液、阴沟肠杆菌发酵液、嗜热侧孢霉菌发酵液以及蜡状芽孢杆菌发酵液的浓度均为1×1010cuf/ml。
4.根据权利要求2所述的复合生物制剂，其特征在于，所述恶臭假单胞菌为ATCC31483，所述地衣芽孢杆菌为ATCC 11946，所述阴沟肠杆菌为ATCC 13047，所述嗜热侧孢霉菌为ATCC 36347，所述蜡状芽孢杆菌为ATCC 10876。
5.按照权利要求1-4任其一所述的复合生物制剂在处理含汞废水中的应用。
说明书
一种复合生物制剂及其在处理含汞废水中的应用
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种复合生物制剂及其在处理含汞废水中的应用。
背景技术
汞，俗称水银，是常温常压条件下唯一存在的液态重金属元素。有人把汞列为三大最危险的金属元素之一，美国环保署把汞列为129种危险化学品之一，这主要是因为汞具有高毒性、持久性、生物富集性以及远距离传播的特点。水体中汞的来源主要是由于人们对汞处理应用不当或者汞矿、金矿、氯碱化工厂、汞齐法回收贵金属、有色金属冶炼厂、农药厂、电池、日光灯管以及体温计等的生产，另外，制药、化妆品、医院实验室等也有一定量的含汞废水的排放。
上个世纪，震惊世界的八大公害事件之一“水俣病”，就是由于一家乙醛厂排出的废水中含有甲基汞，废水排入自然水系，甲基汞在鱼体内富集，人们长期食用含甲基汞的鱼类，引起人体中枢神经系统发生病变。有研究证明，元素汞和有机汞化合物可能对肾脏和免疫系统产生危害，而甲基汞可以对神经系统和心脑血管造成威胁。甲基汞具有在食物链中的富集能力，最终进入人体，对人类的身体健康造成影响，因此，水环境中汞污染的危害越来越引起人们的担心。中国作为国际上汞排放大国，广受国际社会关注，将肩负着繁重履约减排任务。我国当前面临汞污染防治以及履行国际汞公约的双重压力，迫切需要开展环境汞污染修复，汞污染特征、环境过程及减排技术原理的研究。
目前，含汞废水的处理方法有：沉淀法、电解法、活性炭吸附法和生化处理法。沉淀法的缺点在于易引起水质硬化，对含低浓度汞的废水处理不彻底，易导致二次污染;受沉淀剂、环境条件和工艺控制参数的影响，出水浓度很难达到排放标准，因此还需进一步处理。电解法的缺点是水中的汞离子浓度不能降得很低，电耗较大，投资成本高，容易产生汞蒸汽，形成二次污染。活性炭吸附法的缺点在于活性炭的供应比较紧张，再生设备少，再生费用高。生化处理法的缺点效率较低，菌株选择困难。开发一种高效的生物制剂是我们需要解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种复合生物制剂。本发明复合生物制剂配伍合理，各菌株协同作用强，环境友好，能够有效地去除二价汞。
本发明还公开了一所述复合生物制剂在处理含汞废水中的应用。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种复合生物制剂，其按照如下工艺制备而得：步骤1)菌株培养，步骤2)混匀、浓缩，步骤3)混合、加热、搅拌，步骤4)涂覆、交联、干燥。
具体地，按照如下工艺制备而得：
1)将恶臭假单胞菌、地衣芽孢杆菌、阴沟肠杆菌、嗜热侧孢霉菌以及蜡状芽孢杆菌分别按照斜面培养、摇瓶种子培养以及发酵罐培养获得恶臭假单胞菌发酵液、地衣芽孢杆菌发酵液、阴沟肠杆菌发酵液、嗜热侧孢霉菌发酵液以及蜡状芽孢杆菌发酵液;
2)将恶臭假单胞菌发酵液、地衣芽孢杆菌发酵液、阴沟肠杆菌发酵液、嗜热侧孢霉菌发酵液以及蜡状芽孢杆菌发酵液按照4-7:4-7:3-5:2-3:2-3的体积比混合均匀，得到混合发酵液，然后浓缩至原体积的五分之一，得到浓缩菌液;
3)将海藻酸钠、玉米淀粉以及聚乙烯醇按照3-5:3-5:1-2的质量比混合得到混合物，然后添加到占混合物三倍重量的水中，加热至60℃，保温条件下，300rpm搅拌30min，停止搅拌，自然冷却至室温，得到糊状物;
4)将浓缩菌液与糊状物按照3-5:2-3的体积比混合，搅拌均匀，涂覆在无纺布的正反两面，30℃干燥处理20min，再置于1wt%的CaCl2溶液中进行交联反应，反应时间为60min，取出，20℃干燥至水分含量为5wt%，即得。
优选地，所述恶臭假单胞菌发酵液、地衣芽孢杆菌发酵液、阴沟肠杆菌发酵液、嗜热侧孢霉菌发酵液以及蜡状芽孢杆菌发酵液的浓度均为1×1010cuf/ml;
优选地，所述恶臭假单胞菌为ATCC 31483，所述地衣芽孢杆菌为ATCC 11946，所述阴沟肠杆菌为ATCC 13047，所述嗜热侧孢霉菌为ATCC 36347，所述蜡状芽孢杆菌为ATCC 10876。
作为本发明的其他技术方案中，对复合生物制剂中菌株浓度没有特别的限定，可以根据具体的情况进行具体的选择，在此不再详细赘述。
另外，作为其他技术方案，可以根据预定的用途不同，本发明提供的复合生物制剂可以制备为不同的剂型，并添加相应的赋形剂等成分。其中，在何种剂型的菌剂中添加何种赋形剂为本领域技术人员所公知，在此不再详细赘述。
优选情况下，汞源为汞污染含汞废水;还可以是含汞土壤。
本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
本发明复合生物制剂配伍合理，协同作用强，对汞具有高耐受性与降解能力，可在较高汞含量下快速生长，能够有效降低汞在水相生物可利用度，达到快速钝化效果;
本发明采用海藻酸钠、淀粉、聚乙烯醇以及氯化钙作为交联剂和有机反应剂，将菌株附着到无纺布上，使无纺布表面形成有效的孔道和缝隙，增加了比表面积，提高了菌株附着力;
本发明复合生物制剂比表面积大，菌体附着力强，能够悬浮与废水中，避免了密度过大沉淀于池底造成的微生物分布不均而影响除污效果，还能减少污泥的产量，与常见硅藻土载体相比，本发明复合生物制剂的污泥产生量可减少一半;
本发明复合生物制剂修复含汞废水的工艺操作简便，可实现环保绿色修复的目的，经济高效，环境友好，成本低廉，应用范围广泛。