一种蜡样芽孢杆菌及其制备高效铅锌废水絮凝剂的方法

1.本发明属于废水处理技术领域。具体涉及一种蜡样芽孢杆菌及其制备高效 铅锌废水絮凝剂的方法。


背景技术：

2.我国有色金属资源丰富，其中铅锌矿产居世界第三位，铅锌被应用于电气、 石油、化工等行业，是重要的战略资源，污染环境，影响人们的身体健康。如 铅在人和动物体内蓄积，不仅影响身体健康甚至会致命；锌的摄入，过量会造 成肠胃不适，严重的对肝功能有一定程度的损害。
3.絮凝法在铅锌金属浮选选矿污水处理上被广泛应用。其中铝盐、铁盐及等 无机絮凝剂有处理效果好，成本低的优点，但易造成二次污染且产生含有大量 铝、铁的污泥处理难度大。此外，铝盐铝盐类中的铝离子与老年痴呆的病发有 一定的关系；铁盐絮凝剂不仅使出水带有颜色，还具有较强的腐蚀性；因此无 机絮凝剂不利于长期的使用。有机高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺成本较高，而且 在自然环境中难以自行降解，形成二次污染，所以有机絮凝剂的使用也受到一 定程度上的制约。
4.微生物絮凝剂是一类由微生物产生的，具有良好絮凝活性的高分子物质。 因其特定的结构和组成，使其具有安全、无毒、可生物降解和无二次污染的优 点，并广泛应用于给水处理、城市生活污水处理和各类工业废水处理。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对常规絮凝剂技术的不足，提供一种处理铅锌废水微生 物絮凝剂及其制备方法，该絮凝剂是一种高效、环保的新型絮凝剂。
6.本发明从受污染的土壤中分离出对铅锌有一定抗性并且有絮凝能力的产絮 微生物，用于含铅锌废水的处理；经16srna鉴定该细菌为蜡样芽孢杆菌，命 名为bacillus cereus sp.pr5，所述菌株保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏 日期为：2020年10月29日，保藏号为gdmcc no.61256，保藏地址：广州市 先烈中路100号59号楼5楼。
7.一种制备高效铅锌废水絮凝剂的方法，具体步骤为：
8.(1)在受铅锌污染的土壤中筛选出具有较强絮凝能力的菌株；
9.(2)将所选产絮菌接接种于种子培养基中，在温度为30℃条件下，培养 24～48h，制得种子培养液；
10.(3)将(2)所制得的种子培养液以2.5％的接种量接种于发酵培养基中， 在温度为30℃、转速为120～200r/min条件下，培养24～36h，即制得发酵培养 液；
11.(4)将(3)在较优条件下所制得的发酵培养液离心，得到的上清液或上 清液提取物即为微生物絮凝剂。
12.步骤(1)中土壤取自桂林市阳朔县思的村受铅锌中度污染的土壤。
13.步骤(1)中筛选出的菌株，经16srna鉴定该细菌为蜡样芽孢杆菌。
14.步骤(2)种子培养基成分为：牛肉膏3.0g，蛋白胨10.0g，氯化钠5.0g， 超纯水1l；ph＝7。
15.步骤(3)发酵培养基成分为：葡萄糖10.0g，磷酸二氢钾0.5g，磷酸氢二 钾5.0g，硫酸铵0.2g，氯化钠0.1g，尿素0.5g，酵母膏0.5g，硫酸镁0.2g， ph＝7。
16.步骤(4)所制得的发酵培养液在0～4℃条件下以8000～12000r/min离心 15～20min得到上清液。若要提取上清液物质，则向上清液加入2～4倍体积的预 冷的无水乙醇，在4℃冰箱静止12～24h，然后再0～4℃条件下以6000～8000 r/min离心10～15min，倒掉上清液，将沉淀在放入无水乙醇中，在以与第二次 相同条件下离心，然后将沉淀物冷冻干燥，即得提取物质。
17.上述方法制备的微生物絮凝剂用于铅锌废水处理，pb
2
的浓度为30mg/l， zn
2
的浓度为30mg/l，铅锌混合处理时pb
2
的浓度为30mg/l，zn
2
的浓度为 10mg/l；将所述微生物絮凝剂直接投加到铅锌废水中，投放量为每200ml废 水投放5ml。
附图说明
18.图1为本发明实施例所制得的菌株bacillus cereus pr5的平板菌落形态图。
19.图2为本发明实施例中bacillus cereus pr5微生物絮凝剂处理模拟铅、锌废 水的处理效率。
20.图3为本发明实施例中bacillus cereus pr5微生物絮凝剂处理模拟铅锌混合 废水的处理效率。
具体实施方式
21.实施例1细菌的筛选
22.(1)培养基的制备。(a)分离培养基，牛肉膏蛋白胨(g/l)：牛肉膏3.0， 蛋白胨10.0，氯化钠5.0，琼脂20.0，ph＝7.0；lb培养基(g/l)：蛋白胨10.0， 酵母膏5.0，氯化钠6，琼脂20.0，ph＝7.0。(b)发酵培养基(g/l)：葡萄糖 10.0，磷酸二氢钾0.5，磷酸氢二钾5.0，硫酸铵0.2，氯化钠0.1，尿素0.5，酵 母膏0.5，硫酸镁0.2，ph＝7。(c)种子培养基(g/l)：葡萄糖10.0，磷酸二氢 钾0.5，磷酸氢二钾5.0，硫酸铵0.2，氯化钠0.1，尿素0.5，酵母膏0.5，硫酸 镁0.2，ph＝7。上述培养基经120℃灭菌30min，放置24h后，若无污染方可 使用。
23.(2)菌源准备：土壤采于桂林阳朔县思的村受铅锌污染土壤，在受污染的 重、中、轻三个区域随机采集5～10cm土壤。
24.(3)将90ml无菌水装入带有少量玻璃珠的无菌锥形瓶中，再称取10g 受铅锌污染土样加入其中，放入200r/min的摇床中水平震荡20min，使水与土 壤充分混匀，将细菌分散，即成10-1土壤悬液。将该土壤悬液取出1ml放入 装有9ml无菌水的离心管中，充分摇匀，即成10-2土壤悬液，并以同样的方法 逐级稀释成10-3～10-6浓度梯度。
25.(4)取10-3、10-4、10-5、10-6的稀释液，用经灭菌移液枪取0.1ml稀释 液放在平板分离培养基中心，后用涂布器涂布均匀，每个浓度梯度做三个平行 样。涂布结束后将培养皿倒置，置于30℃恒温培养箱中培养72h。
26.(5)将培养后生长出的单株菌落用接种环分别挑取少量细胞划线接种到平 板培养基上，并于30℃恒温培养，培养72h，再次挑取单菌落划线并进行培养， 观察菌落的形态
特征是否相同，若发现有杂菌存在，则需进一步进行分离纯化， 直至获得纯的菌落。将分离得到的纯菌株接种到试管斜面上，于30℃恒温培养， 待长出菌落后放置于4℃冰箱下保存备用。
27.(6)复筛：将挑选出的细菌接种到种子培养基，培养22h后，以5％(v/v) 的接种量将种子液接种到发酵培养基中，置于温度30℃，转速为180r
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min-1
的 振荡培养箱内振荡培育48h后，将5ml发酵液投加于铅、锌浓度为30mg
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l-1
模 拟的处理废水中分别搅拌，将浓度为3％cac12溶液2ml加入其中，调节模拟铅、 锌废水的ph为7.0，先以200r
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min-1
搅拌30s，然后以转速为60r
·
min-1
搅拌4min 后，静置5min取液面下2cm左右处的水样；并以投加浓度为3％cac12溶液2ml， 不投加发酵液作为空白对照组。经过然后以下公式计算铅和锌的絮凝率。
28.t＝(d-e)/e
×
100％
29.式中：d——空白组在icp中测量的铅或锌的浓度值；
30.e——待测样品中在icp中测量的铅或锌的浓度值；
31.t——为样品相对于空白组中铅或锌溶液的絮凝率；
32.重复测定三次絮凝率，取三次数据的平均值，最后由公式计算出样品絮凝 率。
33.实施例2bacillus cereus pr5微生物絮凝剂对铅锌废水的处理
34.(1)bacillus cereus pr5微生物絮凝剂分别处理铅锌废水：制备pb2 的浓 度为30mg/l，zn2 的浓度为30mg/l，ph值为7的两种废水，放入250ml的 烧杯中。量取5ml的发酵液加入废水样品中先以200r/min搅拌30s，然后以转 速为60r/min搅拌4min后，静置5min，取液面下2cm左右处的水样，用电感 耦合等离子质谱仪测其处理后水中的浓度，并计算絮凝率。絮凝效果如图2所 示。
35.(2)bacillus cereus pr5微生物絮凝剂处理铅锌混合废水：制备pb2 的浓 度为30mg/l、zn2 的浓度为10mg/l，ph值为7的混合废水，放入250ml的 烧杯中。量取5ml的发酵液加入废水样品中先以200r/min搅拌30s，然后以转 速为60r/min搅拌4min后，静置5min，取液面下2cm左右处的水样，用电感 耦合等离子质谱仪测其处理后水中的浓度，并计算絮凝率。絮凝效果如图3所 示。