專利名稱：一種微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂聯(lián)合脫色劑及其制備和應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂聯(lián)合脫色劑及其制備和應(yīng)用方法一種聯(lián)合處理印染廢水方法，具體是指一種利用Pannonibacter phragmitetus B7.菌(其已保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏號為=CCTCC M2013025)產(chǎn)生的微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂聯(lián)合脫色劑，及其制備方法和處理印染廢水的新工藝。
背景技術(shù)：
在各類工業(yè)廢水的排放治理中，印染廢水是我國目前主要有害、難處理的工業(yè)廢水之一，其特點是排放量大、色度深、有機污染物含量高、水質(zhì)變化頻率大，其中尤以染料的污染最為嚴重。隨著染料工業(yè)的飛速發(fā)展和后整理技術(shù)的進步，漿料、新型助劑、染料等在印染行業(yè)中被大量使用。印染廢水成分復(fù)雜，主要是以芳烴和雜環(huán)化合物為母體，并帶有顯色基團及極性基團。印染廢水處理主要以脫色和降低COD為目的。目前所用試劑主要包括脫色劑和絮凝劑，均為化工聚合產(chǎn)品。該類型絮凝劑多為多胺、三聚氰胺和雙氰雙胺等合成的陽離子型絮凝劑，助凝劑為聚合鋁鹽系列和聚丙烯酰胺類等。研究表明，目前市場上用于印染廢水處理的絮凝劑及助凝劑均存在一定的毒副作用。特別是廣泛使用的助凝劑聚合氯化鋁中的鋁離子具有一定的神經(jīng)毒性，而聚丙烯酰胺的合成單體丙烯酰胺則具有嚴重的“三致”作用。這些潛在的危險都對人類的健康和生態(tài)環(huán)境的平衡造成了巨大的威脅。微生物絮凝劑是由一些特殊的微生物在其生長過程中產(chǎn)生的，包括微生物產(chǎn)生的胞外多聚物，莢膜，糖蛋白，甚至菌體等。根據(jù)目前的研究報道，微生物絮凝劑主要是由多糖，蛋白質(zhì)，糖蛋白，少量的脂類和核酸組成的，一般在菌體生長的對數(shù)期產(chǎn)生。由于微生物絮凝劑具有綠色無污染的優(yōu)勢，目前已經(jīng)成為研究熱點。傳統(tǒng)的化學(xué)脫色劑一般是指聚合氯化鋁等帶陽離子的金屬鹽，但是由于鋁離子的神經(jīng)毒性問題，現(xiàn)代工 業(yè)中應(yīng)用的脫色劑主要是有機高分子聚合物。該類聚合物一般都帶有強正電荷，能夠高效地與各類染料結(jié)合，迅速降低印染廢水的色度，最終使水質(zhì)達到國家標準。但是，盡管有機高分子脫色劑能夠有效降低色度，但是依然存在成本過高，以及潛在的環(huán)境生態(tài)危害問題。因此，有必要開發(fā)新的水處理工藝，盡量減少有害化學(xué)脫色劑和助凝劑的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是以提供一種新型微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂的聯(lián)合脫色劑，還提供該聯(lián)合脫色劑的制備方法和處理高色度印染廢水的應(yīng)用方法，進一步的提高印染廢水的水處理效果，降低水處理成本，減輕環(huán)境污染。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂聯(lián)合脫色劑的制備方法，包括以下步驟:
(I)微生物絮凝劑的制備，將固體斜面上的菌種P.phragmitetus B7CCTCCM2013025接種于種子液體培養(yǎng)基中，旋轉(zhuǎn)式震蕩培養(yǎng)，制備一級種子；按照體積百分比5-10%的接種量將一級種子接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中，在160-180rpm，28-30°C條件下旋轉(zhuǎn)式震蕩培養(yǎng)4 8 - 6 O h ;將發(fā)酵液離心除去菌體后，采用冷乙醇使微生物絮凝劑粗品變性，形成沉淀；再干燥，得到微生物絮凝劑；所述的發(fā)酵培養(yǎng)基的組成:葡萄糖3-8g/L，CaCO30.05-0.3g/L, Na2HPO41-3g/L, FeCl30.003-0.006g/L, MgSO4.7Η20.3-0.6g/L,酵母粉0.5-lg/L，水定容到 1L，pH7.8-8.5 ；(2)步驟(I)得到的微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂構(gòu)成聯(lián)合脫色劑。上述方法中制備一級種子時將固體斜面上的菌種P.phragmitetus B7CCTCCM2013025接種于裝有10-20mL種子液體培養(yǎng)基的IOOmL三角瓶中，在160_180rpm，28_30°C條件下旋轉(zhuǎn)式震蕩培養(yǎng)18_20h，制備一級種子。上述固體斜面培養(yǎng)基配方為:牛肉膏5g，蛋白胨10g，瓊脂15_20g，水定容至IOOOmL, ρΗ7.4-7.8 ;種子液體培養(yǎng)基配方為:牛肉膏5g，蛋白胨10g，水定容至IOOOmL,ρΗ7.4-7.8。上述方法中將發(fā)酵液離心除去菌體后，采用2-4倍體積的冷乙醇使微生物絮凝劑粗品變性，形成沉淀；再在40-60°C條件下干燥，得到微生物絮凝劑。一種微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂聯(lián)合脫色劑，是由上述的方法制備而成。所述的微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂聯(lián)合脫色劑的應(yīng)用方法，在印染廢水中加入微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂，攪拌后靜置即可；且處理印染廢水時，先加入雙氰胺甲醛樹脂，再加入微生物絮凝劑。三者的投加質(zhì)量比例為雙氰胺甲醛樹脂:微生物絮凝劑:印染廢水=1-1.25:10-15:5X IO8。具體是在50mL印染廢水中，分別加入`500ppm的雙氰胺甲醛樹脂0.2-0.25mL,置于磁力攪拌器攪拌l_3min后,再次加入lg/L的微生物絮凝劑1_1.5mL,攪拌l_3min ;靜置3-5min。本發(fā)明主要是提供了一種處理印染廢水的聯(lián)合脫色劑，選用P.phragmitetusB7(其已保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏號為:CCTCC M2013025)菌株作為微生物絮凝劑菌種，經(jīng)發(fā)酵培養(yǎng)和提取制備印染廢水處理用微生物絮凝劑。先用雙氰胺甲醛樹脂對印染廢水進行脫色處理，然后，選用微生物絮凝劑進行絮凝處理，實現(xiàn)印染廢水的迅速脫色。微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂聯(lián)用的依據(jù)是:由于印染廢水成分復(fù)雜，單純依靠一種試劑并不能迅速降低高濃度廢水的色度。雙氰胺甲醛樹脂脫色劑帶有強正電荷，能夠有效的結(jié)合各種染料。但是存在不能迅速沉降，成本高和環(huán)境污染等問題。特別是，與各種化學(xué)絮凝劑聯(lián)用之后，污染和健康問題更為突出。由于微生物絮凝劑具有一般具有較大的分子量，由于電中和，橋聯(lián)及卷掃作用，能夠起到高效的絮凝作用。而且，對環(huán)境和人類的健康沒有危害。兩種試劑聯(lián)用，不僅能夠迅速達到印染廢水處理的要求，而且能夠節(jié)省處理成本，降低環(huán)境污染。本發(fā)明主要處理印染廢水流程主要包括化學(xué)脫色和微生物絮凝劑絮凝兩部分:I)化學(xué)脫色對于不同的印染廢水采用雙氰胺甲醛樹脂脫色劑進行處理，得到該印染廢水的最佳藥劑投加量。本技術(shù)的主要目的是促使脫色劑充分與殘余染料結(jié)合，并不需要明顯降低廢水色度。2)生物絮凝在殘余染料和脫色劑充分結(jié)合以后，投加一定量的微生物絮凝劑。目的主要是實現(xiàn)快速絮凝作用，降低印染廢水的色度。實驗結(jié)果如下:I)兩種藥劑單獨使用:利用雙氰胺甲醛樹脂脫色劑單獨處理實驗室配制的模擬印染廢水，雙氰胺甲醛樹脂脫色劑能夠與染料迅速結(jié)合，但是并不能迅速澄清。利用微生物絮凝劑單獨處理實驗室配制的模擬印染廢水，不能夠有效的降低色度。2)兩種藥劑聯(lián)合脫色利用雙氰胺甲醛樹脂脫色劑先與殘留染料結(jié)合后，再用微生物絮凝劑進行絮凝處理，最終脫色率達到90%左右，并能有效降低廢水的COD (化學(xué)需氧量)。上述實驗結(jié)果表明，雙氰胺甲醛樹脂和微生物絮凝劑之間具有良好的協(xié)同作用，聯(lián)合處理印染廢水，能夠有效的去除印染廢水中的殘留染料，處理效率高，工藝簡單，成本低廉，不存在環(huán)境污染問題，具有很高的應(yīng)用價值。本發(fā)明菌株P(guān)annonibacter phragmitetus B7已經(jīng)于2013年I月17日在中國武漢武漢大學(xué)的中國典型培養(yǎng)物保藏中心 進行了保藏，保藏號為:CCTCC M2013025。


圖1為本發(fā)明微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂聯(lián)合脫色劑處理模擬印染廢水效果圖。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例旨在進一步說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。實施例1微生物絮凝劑的制備Pannonibacter phragmitetus B7 (CCTCC M2013025)菌株，從印染廢水廠活性污泥中采樣、分離獲得，在LB培養(yǎng)基上經(jīng)過72h培養(yǎng)后，形成淡黃色，粘稠菌落。經(jīng)過生理生化實驗，表明該菌為革蘭氏陰性菌。該菌能夠分泌表達胞外多聚物，該多聚物能夠作為絮凝劑應(yīng)用于發(fā)酵液預(yù)處理，目前未有利用Pannonibacter phragmitetus類細菌獲得微生物絮凝劑的報道。I)產(chǎn)絮凝劑菌種的發(fā)酵培養(yǎng)種子培養(yǎng)基的重量組成(g/L):斜面固體培養(yǎng)基:牛肉膏5，蛋白胨10，水定容至IOOOmL,瓊脂15-20，pH7.4-7.8。種子液體培養(yǎng)基:牛肉膏5，蛋白胨10，水定容至lOOOmL，pH7.4-7.8 ；發(fā)酵培養(yǎng)基的重量組成(g/L):葡萄糖3-8，CaCO30.05-0.3，Na2HPO41-3,FeCl30.003-0.006，MgSO4.7Η200.3-0.6，酵母粉 0.5-1，水定容至 IOOOmL, ρΗ7.8-8.5。將固體斜面上的P.phragmitetus B7 (其已保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏號為:CCTCC M2013025)菌種，接種于裝有20mL種子液體培養(yǎng)基的IOOmL三角瓶中，在160-180rpm，28-30°C條件下旋轉(zhuǎn)式震蕩培養(yǎng)18_20h，制備一級種子；按照10%的接種量將一級種子接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中，在160-180rpm，28-30°C條件下旋轉(zhuǎn)式震蕩培養(yǎng)48_60h。2)微生物絮凝劑的提取與制備a)發(fā)酵液經(jīng)10000-12000rpm離心分離30分鐘，上清轉(zhuǎn)管，去沉淀；b)向上清中加入2-4倍體積的無水乙醇，充分混勻后4°C靜置過夜；c)將乳白色絮狀沉淀復(fù)溶于單蒸水中。重復(fù)b，c兩步三次。最終得到的淡黃色沉淀為微生物絮凝劑粗品。將該粗品在40°C烘干后得白色微生物絮凝劑制劑；d)所得白色微生物制劑按所需濃度配置成水溶液。實施例2雙氰胺甲醛樹脂脫色劑和微生物絮凝劑聯(lián)合處理模擬印染廢水模擬印染廢水:活性黃3RS0.0075g/L ;活性紅3BS0.03g/L ;活性藍KNB0.0125g/L ;小蘇打7g/L ;鹽(氯化鈉)20g/L ;該污水的pH值為10.77 ;色度為1100倍。取50mL模擬印染廢水于小燒杯中，分別加入500ppm的雙氰胺甲醛樹脂脫色劑
0.2mL,置于磁力攪拌器攪拌1min后,再次加入lg/L的微生物絮凝劑1_1.5mL,攪拌Imin ；靜置3min后，取上清在波長540nm處測定吸光光度值。以模擬印染廢水作為對照，計算脫色率(脫色率=(A-B)/A*100%，A:處理后上清液吸光光度值，B:對照品吸光光度值)。實驗結(jié)果說明采用0.2mL濃度為500ppm的脫色劑和1_1.5mL的微生物絮凝劑(lg/L)就能達到90%左右的脫色率，如圖1所示。同時，用重鉻酸鉀法測定COD去除率，實驗結(jié)果，廢水的COD從196.5mg/L下降至89.5mg/L, COD去除率達到54.6%。因此，雙氰胺甲醛樹脂脫色劑和微生物絮凝劑聯(lián)合處理印染廢水工藝，能夠有效去除印染廢水的色度、顆粒物雜質(zhì)等，能有效減輕印染廢水處理過程中生化處理的負荷，具有很高的經(jīng)濟價值和推廣價值。
權(quán)利要求
1.一種微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂聯(lián)合脫色劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)微生物絮凝劑的制備，將固體斜面上的菌種P.phragmitetus B7CCTCC M2013025接種于種子液體培養(yǎng)基中，旋轉(zhuǎn)式震蕩培養(yǎng)，制備一級種子；按照體積百分比5-10%的接種量將一級種子接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中，在160-180rpm，28-3(TC條件下旋轉(zhuǎn)式震蕩培養(yǎng)48-60h ;將發(fā)酵液離心除去菌體后，采用冷乙醇使微生物絮凝劑粗品變性，形成沉淀；再干燥，得到微生物絮凝劑；所述的發(fā)酵培養(yǎng)基的組成葡萄糖3-8g/L，CaCO3O. 05-0. 3g/L，Na2HP04l-3g/L, FeCl3O. 003-0. 006g/L, MgSO4 · 7Η200· 3-0. 6g/L，酵母粉 0. 5-lg/L，水定容到1L, ρΗ7· 8-8. 5 ； (2)步驟(I)得到的微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂構(gòu)成聯(lián)合脫色劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，制備一級種子時將固體斜面上的菌種P. phragmitetus B7CCTCC M2013025接種于裝有10_20mL種子液體培養(yǎng)基的IOOmL三角瓶中，在160-180rpm，28-30°C條件下旋轉(zhuǎn)式震蕩培養(yǎng)18_20h，制備一級種子。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，固體斜面培養(yǎng)基配方為牛肉膏5g，蛋白胨10g，瓊脂15-20g,水定容至IOOOmL, ρΗ7· 4-7. 8 ;種子液體培養(yǎng)基配方為牛肉膏5g，蛋白胨 10g，水定容至 IOOOmL, ρΗ7· 4-7. 8。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，將發(fā)酵液離心除去菌體后，采用2-4倍體積的冷乙醇使微生物絮凝劑粗品變性，形成沉淀；再在40-60°C條件下干燥，得到微生物絮凝劑。
5.一種微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂聯(lián)合脫色劑，其特征在于，是由權(quán)利要求1-4任一項所述的方法制備而成。
6.權(quán)利要求5所述的微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂聯(lián)合脫色劑的應(yīng)用方法，其特征在于，在印染廢水中加入雙氰胺甲醛樹脂微生物絮凝劑和微生物絮凝劑，攪拌后靜置即可。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用方法，其特征在于，處理印染廢水時，先加入雙氰胺甲醛樹脂，再加入微生物絮凝劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用方法，其特征在于，三者的投加質(zhì)量比例為雙氰胺甲醛樹脂微生物絮凝劑印染廢水=1-1. 25:10-15:5X 108。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用方法，其特征在于，50mL印染廢水中，分別加入500ppm的雙氰胺甲醛樹脂O. 2-0. 25mL，置于磁力攪拌器攪拌l_3min后，再次加入lg/L的微生物絮凝劑 I-I. 5mL,攪拌 l-3min ;靜置 3_5min。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微生物絮凝劑和雙氰胺甲醛樹脂聯(lián)合脫色劑及其制備和應(yīng)用方法，包括Pannonibacter phragmitetus B7.菌株(其已保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏號為CCTCC NO:M2013025)的發(fā)酵培養(yǎng)、微生物絮凝劑的提取和制備及微生物絮凝劑與雙氰胺甲醛樹脂的聯(lián)合脫色劑，以及聯(lián)合脫色劑在印染廢水中的處理方法。本發(fā)明所采用的雙氰胺甲醛樹脂，帶有高正電荷，能夠高效的結(jié)合印染廢水中的殘余染料。所采用的微生物絮凝劑分布于發(fā)酵液上清，發(fā)酵工藝簡單，微生物絮凝劑提取和制備方便。兩種藥劑聯(lián)合使用，具有極好的協(xié)同作用，脫色率至少能達到90%。
文檔編號C12R1/01GK103253775SQ20131018887
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月20日
發(fā)明者彭彥, 周洪波, 田 健 申請人:東莞市永佳合成材料有限公司, 中南大學(xué)