專利名稱：突變株ZN0871v11在有機(jī)廢水處理后的再生及有機(jī)物回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種突變株ZN0871vll在印染等有機(jī)廢水快速高效處理的反復(fù)循環(huán)重復(fù)利用的新技術(shù)。
背景技術(shù)：
以微生物為主體的活性污泥技術(shù)在處理印染、石油化工、造紙等有機(jī)廢水的過(guò)程中，微生物不僅因自身增殖，產(chǎn)生了大量難以循環(huán)再利用的剩余污泥，而且還通過(guò)分解代謝，降解了廢水中的有機(jī)物并排出CO 2，未能回收利用有機(jī)物，既消耗了大量的能源，又損失了寶貴的有機(jī)能源，其實(shí)質(zhì)上是增加了“空耗”的碳排量。而能夠回收廢水中有機(jī)物的新型循環(huán)型水藥劑可以稱為有機(jī)碳捕獲劑，用有機(jī)碳捕獲劑回收廢水中的有機(jī)物甚至捕獲金屬離子的方式，實(shí)質(zhì)上是減少碳排量的一種重要方式。能夠簡(jiǎn)便快速再生的高效能絮凝劑/吸附劑可以作為有機(jī)碳捕獲劑使用，將高效絮凝、吸附和快速再生反復(fù)循環(huán)利用的功能融合為三位一體的有機(jī)碳捕獲劑用于有機(jī)廢水的高效快速處理，將是廢水處理領(lǐng)域和新材料領(lǐng)域的革命性突破，將改變傳統(tǒng)生化處理法耗時(shí)、耗能、低效的局限，提高廢水尤其是難降解有機(jī)污水的處理效率，極大的縮短工藝流程和時(shí)間，減少?gòu)U水處理廠的占地面積，回收水資源，減少碳排放。改造后的突變株ZN0871V11 (保藏號(hào)為CCTCC NO:M2011208)既能夠快速吸附污水中的直接藍(lán)等有機(jī)物分子，將COD降為“O”或達(dá)標(biāo)，又能夠在3-5分鐘內(nèi)快速再生、循環(huán)利用，是一種優(yōu)良的有機(jī)碳捕獲劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改革現(xiàn)有印染等有機(jī)廢水處理工藝流程復(fù)雜、產(chǎn)生空耗的碳排放、耗時(shí)、耗能等問(wèn)題，提供一 種能夠捕獲廢水中有機(jī)物可再生循環(huán)型的有機(jī)碳捕獲劑的使用方法，在捕獲有機(jī)物分子后用再生洗脫液可進(jìn)行快速再生、循環(huán)利用。本發(fā)明所述的有機(jī)碳捕獲劑為枯草芽孢桿菌突變株ZN0871vll，是Bacillussubtilis ZN0871菌株經(jīng)過(guò)紫外線誘變篩選、改造出來(lái)的突變株，分類(lèi)命名為枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis，已于2011年6月23日保藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心，簡(jiǎn)稱CCTCC，保藏地址位于中國(guó)武漢武漢大學(xué)，其保藏號(hào)為CCTCC NO:M2011208o本發(fā)明的枯草芽孢桿菌突變株ZN0871vll在專利201110173958.7中已公開(kāi)。突變株ZN0871vll在有機(jī)廢水處理后的再生及有機(jī)物回收方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行:取20-416.4 mg已吸附廢水中有機(jī)物的突變株ZN0871vll加入50-15700 μ L洗脫液中混勻后反應(yīng)3-5 min，在8000-12000 rpm離心2_5 min，上清液為回收的有機(jī)物，沉淀為再生的突變株ZN0871vll。所述的洗脫液A為摩爾濃度為0.01-0.3 mol/1三羥甲基氨基甲烷、摩爾濃度為0.1-0.3 mol/1甘氨酸及0.05-10 % (w/v)十二烷基硫酸鈉的緩沖液。所述的洗脫液B為摩爾濃度為10-100 mmol/1及ρΗΙΟ.0-13.0 3-環(huán)已胺基丙磺酸緩沖液。所述的洗脫液C為摩爾濃度為0.05-0.3 mol/1三羥甲基氨基甲烷、摩爾濃度為0.05-0.3 mol/1 N-三(羥甲基)甲基甘氨酸、0.05-10 % (w/v)十二烷基硫酸鈉和ρΗ8.0-8.5的緩沖液。所述的洗脫液為濃度為0.5-10 g/L洗衣粉液。本發(fā)明所述的洗衣粉為市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)任意牌子的洗衣粉。所述的洗脫液為1-500 mmol/1 Na2CO3溶液。所述的洗脫液為1-500 mmol/1 NaHCO3溶液。吸附有機(jī)廢水中有機(jī)物的突變株ZN0871vll加入50-15700 μ L洗脫液中混勻后，在溫度為4-80°C的范圍內(nèi)反應(yīng)3-5 min。本發(fā)明的步驟為:第一步，突變株ZN0871vll捕獲有機(jī)物分子。先配制250 mg/1000 mL的直接藍(lán)染料溶液1000 mL，然后加入0.2 g FeSO4，調(diào)pH3.5-6.5，平均分為5等分，按等差數(shù)列方式加入濃度為 16.7 mg/mL 突變株 ZN0871vll 懸液 50 μ LUOO μ LU50 μ L、200 μ L、250μ L或100 μ LU50 μ L.200 μ L.250 μ L.300 μ L，搖勻后放置5-10分鐘，取適量溶液，10000-12000 rpm離心2-5 min，取上清，以去離子水為空白對(duì)照，測(cè)波長(zhǎng)為545 nm的色度，并測(cè)COD值；當(dāng)加入的突變株ZN0871vll質(zhì)量與染料質(zhì)量比為1:1.102或以上時(shí)，處理后的染料溶液的色度 和COD均降為“O”。第二步，被吸附有機(jī)物的回收和捕獲劑突變株ZN0871vll的再生。捕獲劑突變株ZN0871vll再生使用的洗脫液有6種，單獨(dú)使用均可以在3_5分鐘內(nèi)完成洗脫和再生、并回收已吸附的有機(jī)物。先配6種再生洗脫液分別為:洗脫液A為摩爾濃度為0.01-0.3 mol/I三羥甲基氨基甲烷、摩爾濃度為0.1-0.3 mol/Ι甘氨酸及0.05-10 % (w/v)十二烷基硫酸鈉的緩沖液；洗脫液B為摩爾濃度為10-100 mmol/1、ρΗΙΟ.0-13.0 3-環(huán)已胺基丙磺酸緩沖液；洗脫液C為摩爾濃度為0.05-0.3mol/l三羥甲基氨基甲烷、摩爾濃度為0.05-0.3mol/1 N-三(羥甲基)甲基甘氨酸、0.05-10 % (w/v)十二烷基硫酸鈉和ρΗ8.0_8.5的緩沖液；濃度為 0.5-10 g/L洗衣粉液；1-500 mmol/1 Na2CO3溶液和 1-500 m mol/1 似!10)3溶液。各取6種洗脫液50-300 μ L，分別加入等量的已吸附染料分子的突變株細(xì)胞，混勻后，8000-12000 rpm離心2-5 min，取上清，稀釋后，在波長(zhǎng)為545 nm處測(cè)其OD值。測(cè)試結(jié)果表明，在分別加入6種再生洗脫液后，已被吸附的染料都被洗脫下來(lái)，隨著所加入的6種洗脫液的量增加所洗下的染料量也增大；并且，當(dāng)加入的洗脫液體積達(dá)到一定值時(shí)，可將已吸附的染料完全洗脫干凈，吸附染料分子的細(xì)胞顏色逐漸變白，最終可恢復(fù)到原來(lái)沒(méi)有吸附過(guò)染料分子的狀態(tài)。在一定的范圍內(nèi)，隨著各種洗脫液的濃度增大，單位體積內(nèi)其洗脫能力增強(qiáng),再生相同質(zhì)量的細(xì)胞所需用的溶液的體積相對(duì)減少。第三步，循環(huán)利用。取兩個(gè)錐形瓶，各加100 mL直接藍(lán)溶液，按比例加入突變株ZN0871vll，至脫色率100%。離心后棄上清留沉淀，將吸附染料后的突變株ZN0871V11沉淀分別用6種再生洗脫液洗脫所吸附的染料分子，混勻后，8000-12000 rpm離心2_5 min，取出液體，將沉淀用0.2-0.5 mL H2O洗滌3次，將此沉淀再加入到100 mL直接藍(lán)溶液中，混勻后放置5_10分鐘，8000-12000 rpm離心2-5 min，取上清，測(cè)其脫色率。重復(fù)吸附和洗脫再生三次。其中，洗脫液A、洗脫液B、洗脫液C重復(fù)三次的吸附效率保持在97-60% ;洗衣粉溶液洗脫后的突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率保持在92-78% ；Na2C03溶液和NaHCO3溶液洗脫后的突變株細(xì)胞對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別保持在93-100%、95-100%。用突變株ZN0871vll細(xì)胞進(jìn)行污水處理實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果如下:在金屬離子Fe2+的終濃度為15 20 mg/100 mL條件下，分別測(cè)試了突變株ZN0871vll細(xì)胞處理印染企業(yè)的原水、造紙廠的原水和石油化工的水樣的實(shí)驗(yàn)。向每升廢水中分別加入濕重2 g突變株ZN0871vll細(xì)胞后混勻，絮凝/吸附5 10分鐘，用NaHCO3溶液洗脫吸附有機(jī)物的沉淀，循環(huán)三次。取樣測(cè)試的結(jié)果為，在室溫下、PH3.5 5.5時(shí)，突變株ZN0871vll對(duì)印染企業(yè)原水COD的消除率為86-99.39% ;將造紙廠原水色度降為“0”，COD的消除率為75-97.55% ;對(duì)石油化工2個(gè)水樣的色度降為“0”，COD的消除率分別為90.2-95.88% 和 91.1-97.57%。本發(fā)明提供一種能夠突變株ZN0871vll捕獲廢水中有機(jī)物后可再生循環(huán)使用的有機(jī)碳捕獲劑，在捕獲有機(jī)物分子后用再生洗脫液可進(jìn)行快速再生、循環(huán)利用。


圖1為三種洗脫液A、B和C對(duì)被吸附染料的洗脫效果曲線。圖2為2 g/L洗衣粉溶液對(duì)被吸附染料的洗脫效果曲線。圖3為5 mmol/1 Na2CO3溶液對(duì)被吸附染料的洗脫效果曲線。圖4為10 mmol/1 NaHCO3溶液對(duì)被吸附染料的洗脫效果曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)具體的說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，以下具體實(shí)施方式
僅是用于說(shuō)明本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限制。
實(shí)施例1本發(fā)明的操作步驟第一步，突變株ZN0871vll捕獲有機(jī)物分子。先配制250 mg/1000 mL的直接藍(lán)染料溶液1000 mL，然后加入0.2 g FeSO4，調(diào)pH5.0，平均分為5等分，按等差數(shù)列方式加入濃度為 16.7 mg/mL 突變株 ZN0871vll 懸液 50 μ L UOO μ LU50 μ L、200 μ L、250 yL 或100 μ LU50 μ L.200 μ L、250 μ L.300 μ L，搖勻后放置 5-10 分鐘，取適量溶液，10000rpm離心2-5 min，取上清，以去離子水為空白對(duì)照，測(cè)波長(zhǎng)為545 nm的色度，并測(cè)COD值；當(dāng)加入的突變株ZN0871vll質(zhì)量與染料質(zhì)量比為1:1.102或以上時(shí)，處理后的染料溶液的色度和COD均降為“O”。第二步，被吸附有機(jī)物的回收和捕獲劑突變株ZN0871vll的再生。先配6種再生洗脫液分別為:洗脫液A為摩爾濃度為0.025 mol/Ι三羥甲基氨基甲烷、0.192 mol/Ι甘氨酸及0.1 (w/v)十二烷基硫酸鈉的緩沖液；洗脫液B為摩爾濃度為50 mmol/1及pH13.0的3-環(huán)已胺基丙磺酸緩沖液；洗脫液C為摩爾濃度為0.1 mol/Ι三羥甲基氨基甲烷、摩爾濃度為0.1 mol/1 N-三(羥甲基)甲基甘氨酸、0.1 %(w/v)十二烷基硫酸鈉和ρΗ8.25的緩沖液；濃度為2 g/L洗衣粉；摩爾濃度為5 mmol/1 Na2CO3溶液和摩爾濃度為10 mmol/1NaHCO3溶液。取90枚離心管，分為6組，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)3個(gè)平行，分別加入相應(yīng)量的已吸附染料分子的突變株ZN0871vll (其中洗脫液A、B、C分別加入的吸附染料突變株ZN0871vll量為100 mg，洗衣粉溶液加入量為20 mg，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液加入量分別為25 mg),以等差數(shù)列的方式向各組離心管分別加入以上配置的6種洗脫液，其中，洗脫液A、洗脫液
B、洗脫液C和洗衣粉溶液分別加入50 μ LUOO μ LU50 μ L、200 μ L、250 μ L ；5 mmol/I Na2CO3 溶液和 10 mmol/1 NaHCO3 溶液依次加入 100 μ LU50 μ L、200 μ L、250 μ L、300 μ L0混勻后，10000 rpm離心2 min，取上清，稀釋80倍后，在波長(zhǎng)為545 nm處測(cè)其OD值。測(cè)試結(jié)果表明，在各加入6種再生洗脫液后，已被吸附的染料被洗脫下來(lái)，隨著所加入的6種洗脫液的體積增加所洗下的染料量也增大；并且，當(dāng)加入的洗脫液體積達(dá)到一定值時(shí)，可將已吸附染料完全洗脫干凈，吸附染料分子的突變株ZN0871vll顏色逐漸變白，最終可恢復(fù)到原狀。在6種洗脫液中，在一定的范圍內(nèi)，隨著溶液的濃度增大，單位體積內(nèi)其洗脫能力增強(qiáng)，再生相同質(zhì)量的突變株ZN0871vll所需用的溶液的體積相對(duì)減少。在室溫下，當(dāng)已吸附染料的捕獲劑為一定量時(shí)，各種洗脫液的使用量分別遵循以下洗脫規(guī)律:洗脫液A的洗脫曲線方程為:y=0.0097x、洗脫液B的洗脫曲線方程為:y=0.0205x、洗脫液C的洗脫曲線方程為:y=0.0218x、濃度為2 g/L洗衣粉的洗脫曲線方程為:y=9.243x、5 mmol/1Na2CO3溶液的洗脫曲線方程為:y=8.6897x和10 mmol/1 NaHCO3溶液的洗脫曲線方程為:y=
5.6145χ0第三步，循環(huán)利用。取6個(gè)錐形瓶，各加100 mL直接藍(lán)溶液，按比例加入突變株ZN0871vll，至脫色率100%。離心后棄上清留沉淀，將吸附染料后的突變株ZN0871V11沉淀分別用6種洗脫液洗脫所吸附的染料分子，混勻后，10000 rpm離心2 min，取出液體，將沉淀用0.3-0.5 mL H2O洗滌3次，再加入100 mL直接藍(lán)溶液，混勻后放置5-10分鐘，10000 rpm離心2 min,取上清，測(cè)其脫色率。重復(fù)吸附和洗脫三次。其中，洗脫液A為摩爾濃度為0.025 mol/Ι三羥甲基氨基甲烷、0.192 mol/Ι甘氨酸、0.1 (w/v)十二烷基硫酸鈉的緩沖液；洗脫液B為摩爾濃度為50 mmol/Ι及pH13.0的3-環(huán)已胺基丙磺酸緩沖液；洗脫液C為摩爾濃度為0.1 mol/1三羥甲基氨基甲烷、摩爾濃度為0.1 mol/1 N-三(羥甲基)甲基甘氨酸、0.1 %(w/v)十二烷基硫酸鈉、PH8.25的緩沖液。洗脫液A、洗脫液B、洗脫液C分別重復(fù)三次的吸附效率保持在95-70% ；2 g/L洗衣粉溶液洗脫后的突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為:第一次洗脫后的吸附效率90.1%、第二次洗脫后的吸附效率為80.8%、第三次洗脫后的吸附效率為78% ;5 mmol/1 Na2CO3溶液洗脫后的突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為 100%,97.83%,93.19%, COD 的消除率為 96.735%,73.95%,89.2% ；10 mmol/1 NaHCO3 溶液洗脫后的突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為100%、100%、100%，COD的消除率為 97.42%、97.35%、75.54%。第四步，用突變株ZN0871vll細(xì)胞進(jìn)行污水處理實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果如下:在金屬離子Fe2+的終濃度為15 20 mg/100 mL條件下，分別測(cè)試了突變株ZN0871vll細(xì)胞處理印染企業(yè)的原水、造紙廠的原水和石油化工的水樣的實(shí)驗(yàn)。向每升廢水中分別加入濕重2 g突變株ZN0871vll細(xì)胞后混勻，絮凝/吸附5 10分鐘，用NaHCO3溶液洗脫吸附有機(jī)物的沉淀，循環(huán)三次。取樣測(cè)試的結(jié)果為，在室溫下、PH3.5 5.5時(shí)，突變株ZN0871vll對(duì)印染企業(yè)原水COD的消除率為99.39%,90.68%,86% ；將造紙廠原水色度降為“0”，COD的消除率為97.55%,75%,89.07% ;對(duì)石油化工2個(gè)水樣的色度降為“0”，COD的消除率分別為 95.88%,92.17%、90.2% 和 97.57%,91.1%、91.65%。
實(shí)施例2在各種條件下捕獲劑的處理效果在本實(shí)施例中，根據(jù)上述實(shí)施例1所描述的方法，驗(yàn)證了在各種pH、溫度等條件下，再生洗脫液再生有機(jī)物捕獲劑突變株ZN0871vll的再生和循環(huán)利用效果。應(yīng)當(dāng)理解的是，以下所述的各種條件僅是示例性的，而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明范圍的限制。實(shí)施例2-1按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，在20°C、直接藍(lán)溶液的pH3.5時(shí)，300 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用690 μ L洗脫液C，洗脫液C為摩爾濃度為
0.1 mol/Ι三羥甲基氨基甲烷、摩爾濃度為0.1 mol/1 N-三(羥甲基)甲基甘氨酸及0.1%(w/v)十二烷基硫酸鈉和pH8.25的緩沖液；再生循環(huán)三次，突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為:第一次洗脫后的循環(huán)使用吸附效率為94.47%、第二次洗脫后的吸附效率為96.05%、第三次洗脫后的吸附效率為81.58%。實(shí)施例2-2按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，在60°C、直接藍(lán)溶液的pH4.0時(shí)，300 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用640 μ L洗脫液C再生循環(huán)三次，洗脫液C為摩爾濃度為0.3 mol/Ι三羥甲基氨基甲烷、摩爾濃度為0.05 mol/1 N-三(羥甲基)甲基甘氨酸、10%(w/v)十二烷基硫酸鈉和pH8.0的緩沖液；突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為:第一次再生洗脫后的吸附效率94%、第二次洗脫后的吸附效率為88%、第三次洗脫后的吸附效率為85%。實(shí)施例2-3按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，在80°C、直接藍(lán)溶液的pH4.0時(shí)，300 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用695 μ L洗脫液C再生循環(huán)三次，洗脫液C為摩爾濃度為0.05 mol/Ι三羥甲基氨基甲烷、摩爾濃度為0.3 mol/1 N-三(羥甲基)甲基甘氨酸、5%(w/v)十二烷基硫酸鈉和pH8.5的緩沖液；突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為:第一次再生洗脫后的吸附效率93.5%、第二次洗脫后的吸附效率為89.2%、第三次洗脫后的吸附效率為80.2%。實(shí)施例2-4按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，直接藍(lán)溶液的pH4.0時(shí)，300 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用1450 μ L洗脫液A再生循環(huán)三次，分別測(cè)試了再生洗脫液A在0、10、20、30、40、50、60、70、80°C時(shí)的再生效果，洗脫液A為摩爾濃度為0.25 mol/1三羥甲基氨基甲烷、0.192 mol/Ι甘氨酸、0.1 (w/v)十二烷基硫酸鈉的緩沖液；結(jié)果表明，再生洗脫液A洗脫被吸附染料有機(jī)物的效率保持在91.7-100%的范圍內(nèi)，其最高值的范圍為10-50°C，溫度對(duì)其再生吸附染料后的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll的效果影響不明顯。實(shí)施例2-5
按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，直接藍(lán)溶液的ρΗ3.5時(shí)，300 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用1440 μ L洗脫液A再生循環(huán)三次，分別測(cè)試了再生洗脫液A在0、10、20、30、40、50、60、70、80°C時(shí)的再生效果，洗脫液A為摩爾濃度為0.3mol/Ι三羥甲基氨基甲烷、0.1 mol/Ι甘氨酸、10 (w/v)十二烷基硫酸鈉的緩沖液；結(jié)果表明，再生洗脫液A洗脫被吸附染料有機(jī)物的效率保持在90-97%的范圍內(nèi)，其最高值的范圍為10-50°C，溫度對(duì)其再生吸附染料后的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll的效果影響不明顯。實(shí)施例2-6按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，直接藍(lán)溶液的pH4.5時(shí)，300 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用1550 μ L洗脫液A再生循環(huán)三次，分別測(cè)試了再生洗脫液六在0、10、20、30、40、50、60、70、801:時(shí)的再生效果，洗脫液六為摩爾濃度為0.01 mol/I三羥甲基氨基甲烷、0.3 mol/Ι甘氨酸、0.5(w/v)十二烷基硫酸鈉的緩沖液；結(jié)果表明，再生洗脫液A洗脫被吸附染料有機(jī)物的效率保持在89.1-97%的范圍內(nèi)，其最高值的范圍為
10-50 V，溫度對(duì)其再生吸附染料后的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vl I的效果影響不明顯。實(shí)施例2-7按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，直接藍(lán)溶液的pH4.0時(shí)，300 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用680 μ L洗脫液B再生循環(huán)三次，測(cè)試了再生洗脫液洗脫液B在0、10、20、30、40、50、60、70、80°C時(shí)的再生效果，洗脫液B為摩爾濃度為50 mmol/I及PH13.0的3-環(huán)已胺基丙磺酸緩沖液；結(jié)果表明，再生洗脫液B洗脫被吸附染料有機(jī)物的效率保持在91.95-96%的范圍內(nèi)，其最高值的溫度為80°C，溫度對(duì)其再生吸附染料后的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll的效果影響不明顯。

實(shí)施例2-8按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，直接藍(lán)溶液的ρΗ3.5時(shí)，300 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用700 μ L洗脫液B再生循環(huán)三次，測(cè)試了再生洗脫液洗脫液B在0、10、20、30、40、50、60、70、80°C時(shí)的再生效果，洗脫液B為摩爾濃度為10 mmol/I及PH12.5的3-環(huán)已胺基丙磺酸緩沖液；結(jié)果表明，再生洗脫液B洗脫被吸附染料有機(jī)物的效率保持在91-96%的范圍內(nèi)，其最高值的為80°C，溫度對(duì)其再生吸附染料后的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll的效果影響不明顯。實(shí)施例2-9按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，直接藍(lán)溶液的pH4.0時(shí)，300 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用695 μ L洗脫液B再生循環(huán)三次，測(cè)試了再生洗脫液洗脫液B在0、10、20、30、40、50、60、70、80°C時(shí)的再生效果，洗脫液B為摩爾濃度為100 mmol/I及PH10.0的3-環(huán)已胺基丙磺酸緩沖液；結(jié)果表明，再生洗脫液B洗脫被吸附染料有機(jī)物的效率保持在85.03-95%的范圍內(nèi)，其最高值的為80°C，溫度對(duì)其再生吸附染料后的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll的效果影響不明顯。實(shí)施例2-10按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，直接藍(lán)溶液的pH4.0時(shí)，300 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用640 μ L洗脫液C再生循環(huán)三次，測(cè)試了再生洗脫液洗脫液C在0、10、20、30、40、50、60、70、801:時(shí)的再生效果，洗脫液(:為摩爾濃度為0.I mol/1三羥甲基氨基甲烷、摩爾濃度為0.1 mol/1 N-三(羥甲基)甲基甘氨酸、0.1 %(w/v)十二烷基硫酸鈉和PH8.25的緩沖液；結(jié)果表明，再生洗脫液C洗脫被吸附染料有機(jī)物的效率保持在89.24-100%的范圍內(nèi)，溫度對(duì)其再生吸附染料后的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll的效果影響不明顯。實(shí)施例2-11
按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，直接藍(lán)溶液的pH4.0時(shí)，250 mg已吸附染料的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll用7090 μ L洗衣粉溶液再生循環(huán)三次，測(cè)試了再生洗脫液2 g/L洗衣粉溶液在O、10、20、30、40、50、60、70、80°C時(shí)的再生效果，結(jié)果表明，再生洗脫液2 g/L洗衣粉溶液洗脫被吸附染料有機(jī)物的效率保持在81.82-100%的范圍內(nèi)，溫度對(duì)其再生吸附染料后的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll的效果影響不顯著。實(shí)施例2-12按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，直接藍(lán)溶液的ρΗ3.5時(shí)，250 mg已吸附染料的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll用15700 μ L洗衣粉溶液再生循環(huán)三次，測(cè)試了再生洗脫液0.5 g/L洗衣粉溶液在O、10、20、30、40、50、60、70、80°C時(shí)的再生效果，結(jié)果表明，再生洗脫液0.5 g/L洗衣粉溶液洗脫被吸附染料有機(jī)物的效率保持在92-78%的范圍內(nèi)，溫度對(duì)其再生吸附染料后的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll的效果影響不顯著。實(shí)施例2-13按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，直接藍(lán)溶液的pH4.0時(shí)，250 mg已吸附染料的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll用1420 μ L洗衣粉溶液再生循環(huán)三次，測(cè)試了再生洗脫液10 g/L洗衣粉溶液在O、10、20、30、40、50、60、70、80°C時(shí)的再生效果，結(jié)果表明，再生洗脫液10 g/L洗衣粉溶液洗脫被吸附染料有機(jī)物的效率保持在80.1-92%的范圍內(nèi)，溫度對(duì)其再生吸附染料后的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll的效果影響不顯著。實(shí)施例2-14按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，在20°C、直接藍(lán)溶液的pH3.5時(shí)，250 mg已吸附染料的有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll用7100 μ L 2 g/L洗衣粉溶液再生循環(huán)三次，突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為:第一次洗脫后的吸附效率90.1%、第二次洗脫后的吸附效率為80.8%、第三`次洗脫后的吸附效率為78%。實(shí)施例2-15按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，在30°C、直接藍(lán)溶液的pH3.5時(shí)，125 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用3000 μ L 5 mmol/1 Na2CO3溶液再生循環(huán)三次，突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為:第一次洗脫后的吸附效率72.2%、第二次洗脫后的吸附效率為61.4%、第三次洗脫后的吸附效率為46.3%。實(shí)施例2_16按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，在20°C、直接藍(lán)溶液的pH4.0時(shí)，125 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用3200 μ L I mmol/1 Na2CO3溶液再生循環(huán)三次，突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為:第一次洗脫后的吸附效率87.5%、第二次洗脫后的吸附效率為76.07%、第三次洗脫后的吸附效率為88.5 %。實(shí)施例2-17按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，在30°C、直接藍(lán)溶液的pH3.5時(shí)，125mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用500 μ L 500 mmol/1 Na2CO3溶液再生循環(huán)三次，突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為:第一次洗脫后的吸附效率95.4%、第二次洗脫后的吸附效率為96.3 %、第三次洗脫后的吸附效率為84.5%。實(shí)施例2-18按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，在15°C、直接藍(lán)溶液的pH4.0時(shí)，125 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用3000 μ L 5 mmol/1 Na2CO3溶液再生循環(huán)三次，突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為:第一次洗脫后的吸附效率100%、COD的消除率為96.735%，第二次洗脫后的吸附效率為97.83%、COD的消除率為73.95%，第三次洗脫后的吸附效率為93.19%，COD的消除率為89.2%。實(shí)施例2-19按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，在15°C、直接藍(lán)溶液的pH4.0時(shí)，125 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用3750 μ L 10 mmol/1 NaHCO3溶液再生循環(huán)三次，突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為:第一次洗脫后的吸附效率100%、COD的消除率為97.42%，第二次洗脫后的吸附效率為100%、C0D的消除率為97.35%，第三次洗脫后的吸附效率為100%，COD的消除率為75.54%。實(shí)施例2-20按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，在30°C、直接藍(lán)溶液的pH3.5時(shí)，125 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用550 μ L 500 mmol/1 NaHCO3溶液再生循環(huán)三次，突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為:第一次洗脫后的吸附效率100%、COD的消除率為88.69%，第二次洗脫后的吸附效率為100%、C0D的消除率為95.48%，第三次洗脫后的吸附效率為100%，COD的消除率為98.7%。實(shí)施例2-21按照實(shí)施例1所述的本發(fā)明的操作步驟，在15°C、直接藍(lán)溶液的pH4.0時(shí)，125 mg有機(jī)碳捕獲劑突變株ZN0871vll吸附染料后用3900 μ L I mmol/1 NaHCO3溶液再生循環(huán)三次，突變株ZN0871vll對(duì)直接藍(lán)染料的吸附效率分別為:第一次洗脫后的吸附效率100%、COD的消除率為97.08%，第二次 洗脫后的吸附效率為100%、C0D的消除率為86.59%，第三次洗脫后的吸附效率為88.9 %，COD的消除率為84.75%。實(shí)施例2-22在金屬離子Fe2+的終濃度為15 20 mg/100 mL條件下，在室溫下、pH3.5 5.5時(shí)，分別測(cè)試了突變株ZN0871vll細(xì)胞處理印染企業(yè)的原水、造紙廠的原水和石油化工的水樣的實(shí)驗(yàn)。向每升廢水中分別加入濕重2 g突變株ZN0871vll細(xì)胞后混勻，絮凝/吸附5 10分鐘，用NaHCO 3溶液洗脫吸附有機(jī)物的沉淀，循環(huán)三次。取樣測(cè)試的結(jié)果為:突變株ZN0871vll對(duì)印染企業(yè)原水COD的消除率為99.39%,90.68%,86% ;將造紙廠原水色度降為“0”，COD的消除率為97.55%,75%,89.07% ;對(duì)石油化工2個(gè)水樣的色度降為“0”，COD的消除率分別為 95.88%,92.17%、90.2% 和 97.57%,91.1%、91.65%。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)碳捕獲劑，枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)突變株ZN0871vll，其保藏號(hào)為 CCTCC NO:M2011208o
2.突 變株ZN0871vll在有機(jī)廢水處理后的再生及有機(jī)物回收方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行:取20-416.4 mg吸附有機(jī)廢水中有機(jī)物的突變株ZN0871vll加入50-15700 μ L洗脫液中混勻后反應(yīng)3-5 min，在8000-12000 rpm離心2_5 min，上清液為回收的有機(jī)物，沉淀為再生的突變株ZN0871vll。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的突變株ZN0871vlI在有機(jī)廢水處理后的再生及有機(jī)物回收方法，其特征在于:所述的洗脫液為摩爾濃度為0.01-0.3 mol/1三羥甲基氨基甲烷、摩爾濃度為0.1-0.3 mol/1甘氨酸及0.05-10 % (w/v)十二烷基硫酸鈉的緩沖液。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的突變株ZN0871vll在有機(jī)廢水處理后的再生及有機(jī)物回收方法，其特征在于:所述的洗脫液為摩爾濃度為10-100 mmol/1及ρΗΙΟ.0-13.0 3-環(huán)已胺基丙磺酸(CAPS)緩沖液。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的突變株ZN0871vlI在有機(jī)廢水處理后的再生及有機(jī)物回收方法，其特征在于:所述的洗脫液為摩爾濃度為0.05-0.3 mol/1三羥甲基氨基甲烷、摩爾濃度為0.05-0.3 mol/1 N-三(羥甲基)甲基甘氨酸、0.05-10 % (w/v)十二烷基硫酸鈉和ρΗ8.0-8.5的緩沖液。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的突變株ZN0871vll在有機(jī)廢水處理后的再生及有機(jī)物回收方法，其特征在于:所述的洗脫液為濃度為0.5-10 g/L洗衣粉液。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的突變株ZN0871vll在有機(jī)廢水處理后的再生及有機(jī)物回收方法，其特征在于:所述的洗脫液為1-500 mmol/1 Na2CO3溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的突變株ZN0871vll在廢水處理后的再生及有機(jī)物回收方法，其特征在于:所述的洗脫液為1-500 mmol/1 NaHCO3溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求2- 8之一所述的突變株ZN0871vll在有機(jī)廢水處理后的再生及有機(jī)物回收方法，其特征在于:吸附有機(jī)廢水中有機(jī)物的突變株ZN0871vll加入50-3750 μ L洗脫液中混勻后，在溫度為4-80°C的范圍內(nèi)反應(yīng)3-5 min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種突變株ZN0871v11在印染、石油化工等有機(jī)廢水處理后的再生及染料回收方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行取20-416.4 mg吸附印染、石油化工等有機(jī)廢水中有機(jī)物的突變株ZN0871v11加入到50-15700 μL洗脫液中混勻后反應(yīng)3-5 min，在8000-12000 rpm離心2-5 min，上清液為回收的染料等有機(jī)物，沉淀為再生的突變株ZN0871v11細(xì)胞。本發(fā)明提供一種能夠捕獲印染、石油化工、造紙等廢水中的有機(jī)物后、可再生循環(huán)使用的有機(jī)碳捕獲劑，在捕獲有機(jī)物分子后用再生洗脫液可進(jìn)行快速再生、循環(huán)利用。
文檔編號(hào)C02F3/34GK103173382SQ20121058401
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者祝偉, 張賽男, 米雪, 劉玉潔, 祝俊杰 申請(qǐng)人:中南民族大學(xué), 鄭州綠能環(huán)?？萍加邢薰?br>