[发明专利]一种磁性生物吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性生物吸附剂，还涉及一种磁性生物吸附剂的制备方法。

背景技术

环境中重金属的危害已越来越为人类所重视，其中铅是一种严重的环境毒和神经毒，对人体的神经、血液、消化、泌尿、生殖、内分泌、免疫等系统均有毒害作用，一旦中毒将会对人体全身各个系统造成不同程度的毒害，尤其影响婴幼儿、儿童的智力发育及学习记忆等脑功能。因此，对环境中铅的处理，不仅关系到少年儿童的健康成长，还影响到中国下一代的智力水平、人口素质和国家的长远竞争力。

含铅废水主要来自电池生产厂、电镀厂和冶炼厂。对于含铅废水的治理，传统的方法有化学吸附法、离子交换法、反渗透、氧化还原、溶剂萃取、膜分离及电沉积法等，但传统方法都或多或少存在着处理效率不高、处理效果不好(不能使金属浓度降到排放标准以下)等缺陷，常需将多种方法联合使用才能达到比较好的效果。

生物吸附技术是环境领域近年来迅速发展起来的处理工业污染废水的新技术，它以各种生物体(自然界的生物体或其死亡体)吸附废水中的重金属离子。与传统方法相比，生物方法具有吸附容量大、选择性强、效率高、能耗低、操作简单、经济上可行等优点，能有效地处理和净化含低浓度重金属离子的废水。然而，现有报道的生物吸附剂多为游离态微生物，由于其作用时间长、反应效率低、固液分离困难等问题，又使其应用受到了很大的限制。固定化微生物技术是20世纪80年代兴起的一种新型生物技术，其利用生物或化学的多聚体材料将微生物包埋起来不仅可以大幅度提高参加反应的微生物浓度，使微生物不易流失和污染，而且作用时间较长，抗毒和耐受力明显加强，固液分离容易，二次污染少，因而显示出良好的应用前景。如何将固定化微生物技术应用到含铅废水处理中，就成为本领域技术人员面临的一个新课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种吸附效率高、选择性好、处理工艺简单、成本低、并能有效去除废水中铅金属的磁性生物吸附剂，还提供一种工艺简单、操作简便的磁性生物吸附剂的制备方法。

本发明结合磁性纳米粒子的优势与黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium，购自中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏号为AF96007)吸附重金属的特征，提供了一种磁性生物吸附剂，其特征在于所述磁性生物吸附剂是以海藻酸钙为载体，并包埋有黄孢原毛平革菌菌粉和磁性纳米粒子，所述黄孢原毛平革菌菌粉、磁性纳米粒子和海藻酸钙的质量比为1∶(0.5～1.25)∶(8～10)。

上述黄孢原毛平革菌菌粉为过120～200目筛后的菌粉。

上述磁性生物吸附剂为微球状，其粒径为3cm～5cm。

本发明还提供了一种磁性生物吸附剂的制备方法，其特征在于所述方法是将磁性纳米粒子与黄孢原毛平革菌菌粉混合物加入到质量浓度为1％～2％的海藻酸钠溶液中，溶液中所述磁性纳米粒子与黄孢原毛平革菌菌粉混合物的添加量为0.125～0.225g/mL，搅拌均匀后，再通过固定化过程制备得到磁性生物吸附剂。

所述磁性纳米粒子与黄孢原毛平革菌菌粉混合物按下述方法配制得到：

将培养4～6天(培养温度30～37℃)后的黄孢原毛平革菌菌球冷冻干燥，再粉碎成120～200目的菌粉，将菌粉和磁性纳米粒子按质量比1∶(0.5～1.25)混和均匀。

所述固定化过程是通过以下步骤实施：

取1～2体积已经添加有磁性纳米粒子与黄孢原毛平革菌菌粉混合物的海藻酸钠溶液，将其逐滴转入10体积的浓度为0.2mol/L～0.3mol/L的CaCl₂溶液中，于室温下静置18～24小时，再用无菌水及琥珀酸钠缓冲液洗涤，完成固定化过程。