[发明专利]用于水溶性染料废水脱色的细菌胞外多糖及作为助凝剂的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种可有效提高水溶性染料废水脱色效果的细菌胞外多糖助凝剂，属于染料废水脱色技术领域。

背景技术

水溶性染料废水具有水量大，色度高，成分复杂等特点，排入水体后，不仅给人的感官带来不快，还会降低水体透光率影响水生生物的正常生长，甚至还会对人体产生三致作用。该废水中除染料外还含有大量难生物降解的有机助剂及铜、铬、锌等重金属离子，因此需对其进行恰当处理后才能排放。

处理染料废水主要有混凝法，吸附法，氧化法，生化法等，其中混凝法因脱色率高，操作简单，占地面积小等特点而得到广泛应用。目前染料消费大户纺织印染工业多采用活性染料等水溶性染料，所产生的废水在仅加入无机混凝剂的情况下，形成的絮体抗机械力差、粒径小，沉降慢，处理效率低。为增大絮体，加速沉降，减轻后续过滤或生物降解工序的负担，往往需要投加高分子助凝剂。目前常用的助凝剂多为由丙烯酰胺，丙烯酸，环氧氯丙烷等单体人工合成的高聚物，这些合成有机助凝剂往往生产成本高，生物降解性差，甚至危害人体和环境，给后续处理带来困难。

发明内容

本发明所要解决的问题是克服单独使用无机混凝剂处理水溶性染料废水效率低而人工合成高分子助凝剂成本高、生物降解性差的缺点，提供一种安全、高效、廉价的天然高分子细菌胞外多糖助凝剂。

发明概述

本发明的助凝剂为一种细菌胞外多糖，从南极海冰细菌Pseudoalteromonas.sp.SM20310分泌的胞外聚合物中分离提取而得，分子量高，呈负电性，与铁盐、铝盐等无机混凝剂复配可以有效去除水溶性染料废水的色度，并显著缩短絮体沉降时间。

本发明的技术方案如下：

一种南极海冰细菌Pseudoalteromonas.sp.SM20310，保藏号：CCTCC NO：M 209258，保藏单位：中国典型培养物保藏中心，保藏日期：2009年11月9日。

一种细菌胞外多糖，是按以下方法制备的：

(1)将Pseudoalteromonas.sp.SM20310菌株接种到2216E液体培养基或发酵培养基，于15℃，150rpm避光条件下培养72h使其发酵产糖。

所述2216E液体培养基配方为：酵母膏1g，蛋白胨5g，葡萄糖30g，放置1-2个月的海水1L，pH 7.5；

所述发酵培养基配方为：玉米粉20g，麸皮10g，豆粕20g，Na₂HPO₄1g，KH₂PO₄0.3g，CaCl₂1g，放置1-2个月的海水1L，pH 7.5；

(2)收集步骤(1)的发酵液，利用乙醇沉淀法提取其胞外聚合物，乙醇与发酵液体积比为1∶1～2∶1，再用Sevag脱蛋白法脱除蛋白，脱除剂为体积分数20％～25％的氯仿和4％～5％的丁醇，得细菌胞外多糖粗品。

所得细菌胞外多糖粗品为乳白色，经常温烘干或冷冻干燥后呈淡黄色，干燥后储存。

本发明的细菌胞外多糖作为助凝剂的应用，方法如下：

将细菌胞外多糖加水配成浓度0.5～3g/L的溶液于4℃放置，采用湿法投加。

用于处理含100mg/L活性染料的废水时，先投加含Fe(III)为45～60mg/L的氯化铁于200-250rpm快速搅拌2-5min，然后再按100rpm边搅拌边加入细菌胞外多糖0.5～3g/L的溶液，使废水中细菌胞外多糖的浓度为125～300mg/L，时间为5～20min，加完细菌胞外多糖后继续按50-100rpm搅拌2-3min，静置10～30min，可得到较高的絮体沉降速度和废水脱色效率。

以上所述搅拌可以是机械搅拌，也可以是震荡搅拌，目的在于使体系混合均匀，充分反应。

本发明细菌胞外多糖与聚合氯化铝(PAC)复配可用于处理中性大红染料废水，对于初始浓度为100mg/L的中性大红染料溶液，首先加入PAC 200～300mg/L于200-250rpm快速震荡或搅拌2min，然后50-100rpm慢搅5～30min，慢搅期间内加入细菌胞外多糖助凝剂溶液，使废水中细菌胞外多糖的浓度为100～250mg/L，继续50-100rpm慢搅3min，然后静置10～30min。

除以上所述的方法外，本发明细菌胞外多糖还可与其他多种无机混凝剂进行复配，用于多种染料废水的脱色处理。

本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：