專利名稱：一種活性炭負(fù)載生物除砷材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活性炭負(fù)載生物材料的制備方法。
背景技術(shù)：
砷是廣泛分布于自然界中的一種劇毒非金屬元素，常以化合物形態(tài)存在，其中兩種最主要的也是毒性最強(qiáng)的形態(tài)分別是砷(III)和砷(V)的化合物。砷(V)即砷酸鹽，包括 AsO廣，HAsO 廣和 H2As(VJEf) (III)即亞砷酸鹽,包括 AsO2' As(OH)3, As(OH)4-, AsO2OH2' 和AsO33。神和神的化合物攝入人體后都能夠引發(fā)各種疾病，在中國(guó)的臺(tái)灣、內(nèi)蒙古和新疆、 智利、墨西哥、印度和巴基斯坦等地有大量人群因攝入天然地下水中的砷而發(fā)生砷中毒。隨著地下水砷污染導(dǎo)致的健康問(wèn)題備受關(guān)注，針對(duì)含砷水體的處理技術(shù)已經(jīng)成為目前環(huán)境領(lǐng)域急需解決的問(wèn)題。目前，較常用的廢水處理技術(shù)包括化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法、膜分離和生物法等，其中吸附技術(shù)是一種比較成熟的技術(shù)，因其具有簡(jiǎn)單易行、 成本低的優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注，其技術(shù)核心是吸附材料的選擇和制備。現(xiàn)有的除砷吸附材料包括人工合成吸附材料和天然吸附材料。人工合成吸附材料的種類比較多，主要包括金屬鹽類(如鐵鹽和鋁鹽)、金屬氧化物、零價(jià)金屬納米材料、稀土基復(fù)合材料等，這些材料吸附容量相對(duì)較大，但是制備成本偏高，且有些吸附材料中添加的稀有元素和過(guò)渡元素增加了健康風(fēng)險(xiǎn)。在目前已見(jiàn)報(bào)道的天然吸附材料中，比較常見(jiàn)的有活性炭、椰子殼、改性高嶺土、改性蒙脫石等，它們具有制備成本低的優(yōu)點(diǎn)，但是實(shí)際應(yīng)用通常受到吸附容量有限、除砷效率低的限制。因此現(xiàn)有人工合成除砷吸附材料存在制備成本高的問(wèn)題，現(xiàn)有的天然除砷吸附材料存在吸附容量低，除砷效果差的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是要解決現(xiàn)有人工合成除砷吸附材料存在制備成本高的問(wèn)題，現(xiàn)有的天然除砷吸附材料存在吸附容量低，除砷效果差的問(wèn)題，而提供一種活性炭負(fù)載生物除砷材料及其制備方法。一種活性炭負(fù)載生物除砷材料是在煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒表面負(fù)載復(fù)合型生物絮凝劑制備而成，其中所述復(fù)合型生物絮凝劑的負(fù)載量為1% 3%。一種活性炭負(fù)載生物除砷材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的一、首先在攪拌速度為SOrpm 120rpm將復(fù)合型生物絮凝劑均勻分散于去離子水中，得到濃度為 10mg/mL 25mg/mL的生物絮凝劑分散液；二、采用濃度為O. 5mol/L I. 5mol/L NaOH水溶液將濃度為10mg/mL 25mg/mL的生物絮凝劑分散液的pH調(diào)節(jié)至7. 5 8. O ;三、將煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒加入pH為7. 5 8. O的生物絮凝劑分散液中，并在溫度為25°C 35°C、攪拌速度為40rpm 60rpm下攪拌18h 30h,然后在溫度為25°C 35°C下靜置42h 54h, 即得到含有負(fù)載后的活性炭顆粒的靜置液；四、采用過(guò)濾的方法將負(fù)載后的活性炭顆粒分離出來(lái)，并采用去離子水洗滌3 5次，然后在50°C 60°C下真空干燥IOh 14h，即得到復(fù)合型生物絮凝劑的負(fù)載量為1% 3%的活性炭負(fù)載生物除砷材料；步驟三中所述加入的煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒與步驟一中所述的復(fù)合型生物絮凝劑的質(zhì)量比為(9 11) I。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)一、與單一的生物絮凝劑相比，在相同用量情況下，本發(fā)明所涉及的活性炭負(fù)載生物除砷材料具有更好的分散性，利于其吸附功能的發(fā)揮；二、由于復(fù)合型生物絮凝劑和煤質(zhì)無(wú)定形活性炭具有不同性質(zhì)的吸附點(diǎn)位，且對(duì)水體中的懸浮物質(zhì)及部分溶解性物質(zhì)均具有很好的吸附能力，因此本發(fā)明具有比單一生物絮凝劑或單一活性炭更為廣泛的吸附對(duì)象；三、與現(xiàn)有天然除砷材料相比，本發(fā)明的活性炭負(fù)載生物除砷材料具有吸附容量高和除砷效果好的優(yōu)點(diǎn)；四、由于活性炭和本發(fā)明所涉及的復(fù)合型生物絮凝劑均為制備成本低和無(wú)二次污染的材料，且本發(fā)明的活性炭負(fù)載生物除砷材料制備過(guò)程簡(jiǎn)單，因此其具有制備成本低和環(huán)境友好的特點(diǎn)；五、本發(fā)明的活性炭負(fù)載生物除砷材料在水溶液中容易分離，吸附操作更為簡(jiǎn)單，降低水處理過(guò)程的成本，具有更廣泛的應(yīng)用前景。


圖I是現(xiàn)有煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒500倍的電鏡掃面圖；圖2是試驗(yàn)一制備的活性炭負(fù)載生物除砷材料500倍的電鏡掃面圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式是一種活性炭負(fù)載生物除砷材料是在煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒表面負(fù)載復(fù)合型生物絮凝劑制備而成，其中所述復(fù)合型生物絮凝劑的負(fù)載量為 1% 3%。生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生的高分子代謝產(chǎn)物，具有廉價(jià)、無(wú)毒、無(wú)二次污染的特點(diǎn)，可有效地去除水體中的固體懸浮物和金屬離子等有害物質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于飲用水處理、廢水處理、食品工業(yè)和發(fā)酵工業(yè)等領(lǐng)域。與單一的生物絮凝劑相比，在相同用量情況下，本實(shí)施方式制備的活性炭負(fù)載生物除砷材料具有更好的分散性，利于其吸附功能的發(fā)揮。由于復(fù)合型生物絮凝劑和煤質(zhì)無(wú)定形活性炭具有不同性質(zhì)的吸附點(diǎn)位，且對(duì)水體中的懸浮物質(zhì)及部分溶解性物質(zhì)均具有很好的吸附能力，因此本實(shí)施方式制備的活性炭負(fù)載生物除砷材料具有比單一生物絮凝劑或單一活性炭更為廣泛的吸附對(duì)象。與現(xiàn)有天然除砷材料相比，本實(shí)施方式制備的活性炭負(fù)載生物除砷材料具有吸附容量高和除砷效果好的優(yōu)點(diǎn)。由于活性炭和本發(fā)明所涉及的復(fù)合型生物絮凝劑均為制備成本低和無(wú)二次污染的材料，且本實(shí)施方式制備活性炭負(fù)載生物除砷材料的過(guò)程簡(jiǎn)單，因此其具有制備成本低和環(huán)境友好的特點(diǎn)。本實(shí)施方式制備的活性炭負(fù)載生物除砷材料在水溶液中容易分離，吸附操作更為簡(jiǎn)單，降低水處理過(guò)程的成本，具有更廣泛的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是所述的煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒的BET比表面積為800m2/g 1300m2/g，總孔容積為O. 4cm2/g O. 6cm2/g。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二之一不同點(diǎn)是所述的復(fù)合型生物絮凝劑是由絮菌株放射根瘤菌Rhizobium radiobacter和球形芽孢桿菌Bacillus sphaeicus依次經(jīng)過(guò)混合培養(yǎng)、分離提取得到的；所述的放射根瘤菌Rhizobium radiobacter保藏在美國(guó)模式培養(yǎng)物集存庫(kù)，保藏編號(hào)為ATCC 4525 ;所述的球形芽孢桿菌 Bacillus sphaeicus保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心,保藏編號(hào)為 CGMCC 1.270。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。本實(shí)施方式所述的放射根瘤菌Rhizobium radiobacter在中國(guó)發(fā)明專利“一種以菌絲球?yàn)檩d體發(fā)酵生物絮凝劑的方法，申請(qǐng)?zhí)?201110173489.9，申請(qǐng)日2011年6月24 號(hào)”中已經(jīng)公開(kāi)。本實(shí)施方式所述的球形芽孢桿菌Bacillus sphaeicus在中國(guó)發(fā)明專利“一種以菌絲球?yàn)檩d體發(fā)酵生物絮凝劑的方法，申請(qǐng)?zhí)?201110173489. 9，申請(qǐng)日2011年6月24號(hào)” 中已經(jīng)公開(kāi)。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式是一種活性炭負(fù)載生物除砷材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的一、首先在攪拌速度為80rpm 120rpm將復(fù)合型生物絮凝劑均勻分散于去離子水中，得到濃度為10mg/mL 25mg/mL的生物絮凝劑分散液；二、采用濃度為O. 5mol/L I. 5mol/L NaOH水溶液將濃度為10mg/mL 25mg/mL的生物絮凝劑分散液的pH調(diào)節(jié)至
7.5 8. O ;三、將煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒加入pH為7. 5 8. O的生物絮凝劑分散液中，并在溫度為25°C 35°C、攪拌速度為40rpm 60rpm下攪拌18h 30h,然后在溫度為25°C 35°C下靜置42h 54h，即得到含有負(fù)載后的活性炭顆粒的靜置液；四、采用過(guò)濾的方法將負(fù)載后的活性炭顆粒分離出來(lái)，并采用去離子水洗滌3 5次，然后在50°C 60°C下真空干燥IOh 14h，即得到復(fù)合型生物絮凝劑的負(fù)載量為1% 3%的活性炭負(fù)載生物除砷材料。步驟三中所述加入的煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒與步驟一中所述的復(fù)合型生物絮凝劑的質(zhì)量比為(9 11) I。與單一的生物絮凝劑相比，在相同用量情況下，本實(shí)施方式所述的活性炭負(fù)載生物除砷材料具有更好的分散性，利于其吸附功能的發(fā)揮。由于復(fù)合型生物絮凝劑和煤質(zhì)無(wú)定形活性炭具有不同性質(zhì)的吸附點(diǎn)位，且對(duì)水體中的懸浮物質(zhì)及部分溶解性物質(zhì)均具有很好的吸附能力，因此本實(shí)施方式所述的活性炭負(fù)載生物除砷材料具有比單一生物絮凝劑或單一活性炭更為廣泛的吸附對(duì)象。與現(xiàn)有天然除砷材料相比，本實(shí)施方式所述的活性炭負(fù)載生物除砷材料具有吸附容量高和除砷效果好的優(yōu)點(diǎn)。由于活性炭和本發(fā)明所涉及的復(fù)合型生物絮凝劑均為制備成本低和無(wú)二次污染的材料，因此本實(shí)施方式所述的活性炭負(fù)載生物除砷材料具有無(wú)二次污染、環(huán)境友好的特本實(shí)施方式所述的活性炭負(fù)載生物除砷材料在水溶液中容易分離，吸附操作更為簡(jiǎn)單，降低水處理過(guò)程的成本，具有更廣泛的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四的不同點(diǎn)是步驟一中所述的復(fù)合型生物絮凝劑具體是按以下步驟制備的(1)、配制液體培養(yǎng)基將葡萄糖、kh2po4、 K2HPO4, MgSO4 · 7H20、NaCl、酵母膏和尿素混合均勻，并將pH調(diào)節(jié)至7. 2 7. 5，然后在
O.03MPa O. 7MPa壓力下滅菌20min 40min，即得到液體培養(yǎng)基；(2)、分別調(diào)取一環(huán)絮菌株放射根瘤菌Rhizobium radiobacter和球形芽抱桿菌Bacillus sphaeicus,接種于 250ml液體培養(yǎng)基中，并在溫度為28 °C 32 °C、轉(zhuǎn)速120r/min 160r/min條件下培養(yǎng) 20h 28h，即得到復(fù)合型生物絮凝劑的發(fā)酵液；(3)、在溫度為3°C 5°C、轉(zhuǎn)速為8000r/ min 10000r/min下將復(fù)合型生物絮凝劑的發(fā)酵液進(jìn)行離心處理15min 25min,收集上清液；(4)、按體積比I : (2. 5 3. 5)在收集到的向上清液中加入4°C的無(wú)水乙醇，靜置 15min 25min,最后在轉(zhuǎn)速為4000r/min 6000r/min的室溫條件下離心分離IOmin 20min,即得到沉淀；(5)、采用無(wú)水乙醇洗滌步驟(4)得到的沉淀2 4次，即得到復(fù)合型生物絮凝劑；步驟⑴中所述的液體培養(yǎng)基中葡萄糖的濃度為8g/L 12g/L，KH2PO4的濃度為 I. 5g/L 2. 5g/L，K2HPO4 的濃度為 4g/L 6g/L，MgSO4 · 7H20 的濃度為 O. 15g/L
0.25g/L、NaCl的濃度為O. 08g/L O. 12g/L、酵母膏的濃度為O. 4g/L O. 6g/L和尿素的濃度為0. 4g/L 0. 6g/L ;步驟(2)中所述的放射根瘤菌Rhizobium radiobacter保藏在美國(guó)模式培養(yǎng)物集存庫(kù)，保藏編號(hào)為ATCC 4525 ;步驟(2)中所述的球形芽孢桿菌Baci I Ius sphaeicus保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心,保藏編號(hào)為CGMCC
1.270 ;步驟(4)所述加入4°C的無(wú)水乙醇與上清液的體積比I : (2. 5 3. 5)。其它與具體實(shí)施方式
四相同。本實(shí)施方式所述的放射根瘤菌Rhizobium radiobacter在中國(guó)發(fā)明專利“一種以菌絲球?yàn)檩d體發(fā)酵生物絮凝劑的方法，申請(qǐng)?zhí)?201110173489.9，申請(qǐng)日2011年6月24 號(hào)”中已經(jīng)公開(kāi)。本實(shí)施方式所述的球形芽孢桿菌Bacillus sphaeicus在中國(guó)發(fā)明專利“一種以菌絲球?yàn)檩d體發(fā)酵生物絮凝劑的方法，申請(qǐng)?zhí)?201110173489. 9，申請(qǐng)日2011年6月24號(hào)” 中已經(jīng)公開(kāi)。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三或五之一不同點(diǎn)是步驟三中所述的煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒的BET比表面積為800m2/g 1300m2/g,總孔容積為0. 4cm2/ g 0. 6cm2/g。其它與具體實(shí)施方式
三或五相同。采用下述試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明效果試驗(yàn)一一種活性炭負(fù)載生物除砷材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的一、首先在攪拌速度為IOOrpm將0. 5g復(fù)合型生物絮凝劑均勻分散于50mL去離子水中，得到濃度為10mg/mL的生物絮凝劑分散液；二、采用濃度為lmol/L NaOH水溶液將濃度為10mg/mL的生物絮凝劑分散液的pH調(diào)節(jié)至8. O ;三、將5g煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒加入 pH為8. O的生物絮凝劑分散液中，并在溫度為30°C、攪拌速度為50rpm下攪拌24h，然后在溫度為30°C下靜置48h，即得到含有負(fù)載后的活性炭顆粒的靜置液；四、采用過(guò)濾的方法將負(fù)載后的活性炭顆粒分離出來(lái)，并采用去離子水洗滌4次，然后在55°C下真空干燥12h，即得到復(fù)合型生物絮凝劑的負(fù)載量為1% 3%的活性炭負(fù)載生物除砷材料。本試驗(yàn)步驟一中所述的復(fù)合型生物絮凝劑具體是按以下步驟制備的(I)、配制液體培養(yǎng)基將葡萄糖、KH2P04、K2HP04、MgSO4 · 7H20、NaCl、酵母膏和尿素混合均勻，并將pH調(diào)節(jié)至7. 3，然后在0. 05MPa壓力下滅菌30min，即得到液體培養(yǎng)基；(2)、分別調(diào)取一環(huán)絮菌株放射根瘤菌Rhizobium radiobacter和球形芽抱桿菌Bacillus sphaeicus,接種于250ml 液體培養(yǎng)基中，并在溫度為30°C、轉(zhuǎn)速140r/min條件下培養(yǎng)24h，即得到復(fù)合型生物絮凝劑的發(fā)酵液；(3)、在溫度為4°C、轉(zhuǎn)速為9000r/min下將復(fù)合型生物絮凝劑的發(fā)酵液進(jìn)行離心處理20min，收集上清液；(4)、向上清液中加入4°C的無(wú)水乙醇，靜置20min，最后在轉(zhuǎn)速為 5000r/min的室溫條件下離心分離15min，即得到沉淀；(5)、采用無(wú)水乙醇洗滌步驟(4)得到的沉淀3次，即得到復(fù)合型生物絮凝劑；步驟(I)中所述的液體培養(yǎng)基中葡萄糖的濃度為 10g/L，KH2PO4 的濃度為 2g/L，K2HPO4 的濃度為 5g/L，MgSO4 · 7H20 的濃度為 O. 2g/L、NaCl 的濃度為O. lg/L、酵母膏的濃度為O. 5g/L和尿素的濃度為O. 5g/L。本試驗(yàn)步驟(2)中所述的放射根瘤菌Rhizobium radiobacter保藏在美國(guó)模式培養(yǎng)物集存庫(kù)，保藏編號(hào)為ATCC 4525 ;本試驗(yàn)步驟(2)中所述的球形芽孢桿菌Bacillus sphaeicus保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心,保藏編號(hào)為CGMCC
I.270 ；本試驗(yàn)步驟三中所述加入的煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒與步驟一中所述的復(fù)合型生物絮凝劑的質(zhì)量比為10 : I。本試驗(yàn)步驟三中所述的煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒的BET比表面積為1000m2/g，總孔容積為0. 5cm2/g。采用掃描電子顯微鏡圖觀察現(xiàn)有的煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒和本試驗(yàn)制備的活性炭負(fù)載生物除砷材料，如圖I和圖2所示，圖I是現(xiàn)有煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒500倍的電鏡掃面圖，圖2是本試驗(yàn)制備的活性炭負(fù)載生物除砷材料500倍的電鏡掃面圖，從圖I和圖2 對(duì)比可以看出，本試驗(yàn)制備的活性炭負(fù)載生物除砷材料中復(fù)合型生物絮凝劑呈細(xì)小的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)負(fù)載于活性炭顆粒表面，分散均勻，具有較大的比表面，利用其對(duì)水溶液中污染物質(zhì)的去除。本試驗(yàn)制備的活性炭負(fù)載生物除砷材料對(duì)于As(III)和As(V)的飽和吸附量測(cè)定條件如下活性炭負(fù)載生物除砷材料投加量為2g/L，測(cè)試溶液體積為200ml，以IOOrpm的轉(zhuǎn)速攪拌120minJlJSAS(III)和As(V)初始濃度在lmg/L 100mg/L范圍內(nèi)該活性炭負(fù)載生物除砷材料吸附容量，經(jīng)數(shù)學(xué)擬合計(jì)算得到其對(duì)As (III)和As (V)的飽和吸附量分別為 6. 49mg/g 和 8. 70mg/g。將IOOmg本試驗(yàn)制備的活性炭負(fù)載生物除砷材料投入到20ml濃度為5mg/L的 Na3AsOjK溶液中，并在室溫下以IOOrpm的轉(zhuǎn)速攪拌120min,然后濾除活性炭負(fù)載生物除砷材料，采用ICP-AES方法測(cè)得剩余溶液可知Na3AsO3濃度為2. 55mg/L,通過(guò)計(jì)算可知Na3AsO3 的去除率為49. 00%。將IOOmg本試驗(yàn)制備的活性炭負(fù)載生物除砷材料投入到20ml濃度為50mg/L的 Na3AsOjK溶液中，并在室溫下以IOOrpm的轉(zhuǎn)速攪拌120min,然后濾除活性炭負(fù)載生物除砷材料，采用ICP-AES方法測(cè)得剩余溶液可知Na3AsO3濃度為9. 85mg/L,通過(guò)計(jì)算可知Na3AsO3 的去除率為80. 30%。將IOOmg本試驗(yàn)制備的活性炭負(fù)載生物除砷材料投入到20ml濃度為5mg/L的 Na3AsOjK溶液中，并在室溫下以IOOrpm的轉(zhuǎn)速攪拌120min,然后濾除活性炭負(fù)載生物除砷材料，采用ICP-AES方法測(cè)得剩余溶液可知Na3AsO3濃度為2. 27mg/L,通過(guò)計(jì)算可知Na3AsO3 的去除率為54. 60%。將IOOmg本試驗(yàn)制備的活性炭負(fù)載生物除砷材料投入到20ml濃度為50mg/L的 Na3AsOjK溶液中，并在室溫下以IOOrpm的轉(zhuǎn)速攪拌120min,然后濾除活性炭負(fù)載生物除砷材料，采用ICP-AES方法測(cè)得剩余溶液可知Na3AsO4濃度為6. 90mg/L,通過(guò)計(jì)算可知Na3AsO3的去除率為86. 20%。
權(quán)利要求
1.一種活性炭負(fù)載生物除砷材料，其特征在于活性炭負(fù)載生物除砷材料是在煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒表面負(fù)載復(fù)合型生物絮凝劑制備而成，其中所述復(fù)合型生物絮凝劑的負(fù)載量為1% 3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種活性炭負(fù)載生物除砷材料，其特征在于所述的煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒的BET比表面積為800m2/g 1300m2/g,總孔容積為O. 4cm2/g O. 6cm2/g。
3 根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種活性炭負(fù)載生物除砷材料，其特征在于所述的復(fù)合型生物絮凝劑是由絮菌株放射根瘤菌Rhizobium radiobacter和球形芽孢桿菌 Bacillus sphaeicus依次經(jīng)過(guò)混合培養(yǎng)、分離提取得到的；所述的放射根瘤菌Rhizobium radiobacter保藏在美國(guó)模式培養(yǎng)物集存庫(kù),保藏編號(hào)為ATCC 4525 ;所述的球形芽孢桿菌 Bacillus sphaeicus保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心,保藏編號(hào)為 CGMCC I.270。
4.如權(quán)利要求I所述一種活性炭負(fù)載生物除砷材料的制備方法，其特征在于活性炭負(fù)載生物除砷材料的制備方法具體是按以下步驟完成的一、首先在攪拌速度為80rpm 120rpm將復(fù)合型生物絮凝劑均勻分散于去離子水中， 得到濃度為10mg/mL 25mg/mL的生物絮凝劑分散液；二、采用濃度為O. 5mol/L I. 5mol/ L NaOH水溶液將濃度為10mg/mL 25mg/mL的生物絮凝劑分散液的pH調(diào)節(jié)至7. 5 8. O ; 三、將煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒加入pH為7. 5 8. O的生物絮凝劑分散液中，并在溫度為 25°C 35°C、攪拌速度為40rpm 60rpm下攪拌18h 30h,然后在溫度為25°C 35°C下靜置42h 54h，即得到含有負(fù)載后的活性炭顆粒的靜置液；四、采用過(guò)濾的方法將負(fù)載后的活性炭顆粒分離出來(lái)，并采用去離子水洗滌3 5次，然后在50°C 60°C下真空干燥 IOh 14h，即得到復(fù)合型生物絮凝劑的負(fù)載量為I % 3%的活性炭負(fù)載生物除砷材料；步驟三中所述加入的煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒與步驟一中所述的復(fù)合型生物絮凝劑的質(zhì)量比為(9 11) I。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種活性炭負(fù)載生物除砷材料的制備方法，其特征在于步驟一中所述的復(fù)合型生物絮凝劑具體是按以下步驟制備的(I)、配制液體培養(yǎng)基將葡萄糖、KH2P04、K2HP04、MgSO4 · 7H20、NaCl、酵母膏和尿素混合均勻，并將pH調(diào)節(jié)至7. 2 7. 5，然后在O. 03MPa O. 7MPa壓力下滅菌20min 40min，即得到液體培養(yǎng)基；⑵、分別調(diào)取一環(huán)絮菌株放射根瘤菌Rhizobium radiobacter和球形芽孢桿菌Bacillus sphaeicus,接種于250ml液體培養(yǎng)基中，并在溫度為28 V 32°C、轉(zhuǎn)速 120r/min 160r/min條件下培養(yǎng)20h 28h,即得到復(fù)合型生物絮凝劑的發(fā)酵液；(3)、在溫度為3°C 5°C、轉(zhuǎn)速為8000r/min 10000r/min下將復(fù)合型生物絮凝劑的發(fā)酵液進(jìn)行離心處理15min 25min，收集上清液；(4)、向上清液中加入4°C的無(wú)水乙醇，靜置15min 25min,最后在轉(zhuǎn)速為4000r/min 6000r/min的室溫條件下離心分離IOmin 20min,即得到沉淀；(5)、采用無(wú)水乙醇洗滌步驟(4)得到的沉淀2 4次，即得到復(fù)合型生物絮凝劑； 步驟(I)中所述的液體培養(yǎng)基中葡萄糖的濃度為8g/L 12g/L，KH2PO4的濃度為I. 5g/L ·2.5g/L，K2HPO4 的濃度為 4g/L 6g/L，MgSO4 · 7H20 的濃度為 O. 15g/L O. 25g/L、NaCl 的濃度為O. 08g/L O. 12g/L、酵母膏的濃度為O. 4g/L O. 6g/L和尿素的濃度為O. 4g/L ·O.6g/L ;步驟(2)中所述的放射根瘤菌Rhizobiumradiobacter保藏在美國(guó)模式培養(yǎng)物集存庫(kù)，保藏編號(hào)為ATCC 4525 ;步驟(2)中所述的球形芽孢桿菌Bacillus sphaeicus保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為CGMCC I. 270 ;步驟(4)所述加入4°C的無(wú)水乙醇與上清液的體積比I : (2. 5 3. 5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種活性炭負(fù)載生物除砷材料的制備方法，其特征在于步驟三中所述的煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒的BET比表面積為800m2/g 1300m2/g，總孔容積為 O. 4cm2/g O. 6cm2/g。
全文摘要
一種活性炭負(fù)載生物除砷材料及其制備方法，它涉及一種活性炭負(fù)載生物材料的制備方法。本發(fā)明目的是要解決現(xiàn)有人工合成除砷吸附材料存在制備成本高的問(wèn)題，現(xiàn)有的天然除砷吸附材料存在吸附容量低，除砷效果差的問(wèn)題。一種活性炭負(fù)載生物除砷材料是在煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒表面負(fù)載復(fù)合型生物絮凝劑制備而成。方法一、制備生物絮凝劑分散液；二、將生物絮凝劑分散液的pH調(diào)節(jié)至7.5～8.0；三、加入煤質(zhì)無(wú)定形活性炭顆粒進(jìn)行負(fù)載；四、依次經(jīng)過(guò)分離、洗滌和干燥，即得到活性炭負(fù)載生物除砷材料。本發(fā)明主要用于制備活性炭負(fù)載生物除砷材料。
文檔編號(hào)B01J20/26GK102580700SQ20121005680
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者劉小為, 楊基先, 王麗麗, 陳忠林, 馬放 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)