微生物吸附材料的制备及处理含Cr

微生物吸附材料的制备及处理含微生物吸附材料的制备及处理含Cr(VI)废水的研究废水的研究更新时间：2011-10-1109:53来源：嘉应学院化学与环境学院,广东梅州514015作者:黄晓霞,刘茹阅读：2919网友评论0条前言传统的处理含铬废水的方法主要有化学还原法[1-2]、膜分离法[3]、电解法[4]、吸附法[5]、离子交换法[6-7]等,这些方法不同程度地存在二次污染或成本过高等问题。微生物吸附法具有资金投入少、操作成本低、pH值及温度范围宽、吸附率及选择性高、处理含低质量浓度的金属的废水效果好以及能有效回收一些贵重金属等优点[8]。因此,在处理重金属污染和回收贵重金属方面有广阔的应用前景。微生物吸附法根据细胞的活性可分为失活微生物法和活体微生物法。活体微生物法受培养条件、菌龄、重金属的质量浓度等诸多因素限制;而失活微生物菌体作为吸附剂与生物的新陈代谢作用无关,具有便于贮藏运输、适应性强、更适合于处理成分复杂、活菌难于适应的工业废水等优点。因此本实验从电镀厂活性污泥中分离出高效吸附铬菌株,制备成失活微生物吸附剂;再根据实际电镀废水中Cr(VI)的质量浓度,研究该生物吸附剂对Cr(VI)的吸附特性,为该菌在实际废水处理中的应用提供理论依据。1实验1.1实验材料(1)菌种来源采自梅州市某电镀厂污水处理活性污泥。(2)主要仪器TGL-16型高速离心机,YXQ-LS-50SII型立式压力蒸汽灭菌锅,XSP-4C型生物显微摄影仪,ZD-85型恒温振荡器,722S型可见分光光度计。(3)主要试剂牛肉膏,葡萄糖,孟加拉红,蛋白胨,重铬酸钾,二苯碳酰二肼,以上试剂均为分析纯。(4)培养基(a)基础培养基牛肉膏蛋白胨培养基、马丁氏培养基、马铃薯培养基;(b)Cr(VI)筛选培养基在基础培养基中分别加入含不同质量浓度的Cr(VI)的溶液。1.2实验方法(1)抗性菌株的驯化及筛选首先,使用Cr(VI)的质量浓度为5mg/L的初筛基础培养基进行固体驯化培养,采用平板稀释法分离抗性菌株。将初筛得到的纯种菌株分别接种到固体复筛培养基中[Cr(VI)的质量浓度分别为10,20,30,40,50mg/L],进行逐级驯化,观察生长情况,逐步淘汰抗Cr(VI)能力差的菌株。将筛选得到的高效抗Cr(VI)菌种传代培养,并考察培养后的菌体对水中Cr(VI)的吸附去除性能,以吸附去除性能较好的微生物菌体作为本研究的目标菌种,记录菌种数量和形态特征。本实验微生物的培养条件为28℃,2~5天;吸附实验是在25℃,pH值为2.0的条件下,取20mL菌液加入到100mL含50mg/L的Cr(VI)的溶液中,振荡30min后离心,取上清液测Cr(VI)的质量浓度,测得各菌体对水中Cr(VI)的去除效果。(2)Cr(VI)的分析方法实验分析采用二苯基碳酰二肼分光光度法测定Cr(VI)[9]。(3)生物吸附剂的制备将筛选得到的优良菌株分别采用不同的预处理方法制备成生物吸附剂。表1是各种处理方法的实验条件。(4)吸附实验考察了在100mL含Cr(VI)的质量浓度为50mg/L的溶液中,吸附剂的用量、pH值、接触时间、温度以及处理方法对吸附量的影响,并用下式计算生物吸附剂的吸附量:式中:q为吸附量,mg/g;C0为吸附前溶液中的Cr(VI)的质量浓度,mg/L;Ce为吸附平衡后溶液中的Cr(VI)的质量浓度,mg/L;V为溶液的体积,L;W为生物吸附剂的质量,g。2结果与讨论2.1菌种的筛选与鉴定经过逐级提高Cr(VI)的质量浓度筛选得到的菌种对水中的Cr(VI)均有一定的去除效果,其中以马丁氏培养基培养出的一株菌种对Cr(VI)的去除率最高,将其命名为MM-5。将分离纯化后的MM-5菌株根据个体、群体特点按文献[10]进行鉴定。该菌落在马丁氏培养基平板上生长24h后,在平板表面先是长出白色的菌丝,然后随着时间的延长,菌丝的上面长出绿色的孢子,孢子的颜色也渐渐的加深;72h后菌落蔓延了整个平板,呈致密绒状,中央稍隆起,表面呈近墨绿色,如图1(a)所示。取菌丝于显微镜下观察,营养菌丝无色,没有横隔,其顶端形成分生孢子链,孢子的形状有圆形,有椭圆形,如图1(b)所示。该菌在液体培养基中培养12h后开始形成菌丝球,其过程是:孢子互相凝聚形成晶核,由孢子生成的菌丝不断地缠绕在晶核上,进而形成较大的菌丝球[11],如图1(c)所示。根据以上特征,经查阅有关文献,将该菌株鉴定为交链包霉。2.2制备方法对Cr(VI)吸附的影响采用5种不同的方法处理经马丁氏培养液在28℃的条件下培养72h后所得的MM-5菌丝球。取2.0g经不同方法处理后所得的MM-5微生物吸附剂加入到100mL含Cr(VI)50mg/L的锥形瓶中,在35℃条件下振荡150min,离心取上清液,测Cr(VI)的质量浓度,并计算吸