本發(fā)明涉及一種利用鹽酸處理畢赤酵母吸附廢水中銠離子的方法，屬于污水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

為防止環(huán)境污染，工業(yè)廢水需要經(jīng)過(guò)處理，并達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才可以排放。處理含重金屬的污水處理方法有很多，如化學(xué)沉淀法、離子交換樹(shù)脂法、活性炭吸附法、電解法和膜分離法等，但這些方法因操作繁瑣并具有二次污染，都不夠理想。

另一方面，含有稀貴金屬的污水處理除了需考慮環(huán)境安全的因素外，資源回收也是不容忽視的一方面。傳統(tǒng)稀貴金屬二次資源回收主要采用物理化學(xué)法。其中固態(tài)廢料的回收最常用的是火法冶金技術(shù)，其基本原理是利用冶金爐高溫加熱剝離非金屬物質(zhì)，使稀貴金屬熔融于其它金屬熔煉物料或熔鹽中，再加以分離。火法冶金具有工藝簡(jiǎn)單和回收率高等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是能耗大、容易產(chǎn)生二次污染，且一般火法過(guò)程回收的稀貴金屬純度不高。而從廢水、廢液等液態(tài)二次資源中回收稀貴金屬的方法則比較廣泛，包括化學(xué)沉淀法、電解法、離子交換法、膜技術(shù)分離法和樹(shù)脂吸附法等。這些方法雖然能夠達(dá)到一定的效果，但在回收稀貴金屬時(shí)，操作繁瑣，投資和運(yùn)行費(fèi)用高，而且一般只能回收高濃度金屬?gòu)U液中的稀貴金屬，回收過(guò)程中產(chǎn)生大量的次生廢物，因此需要一種低成本且環(huán)保的稀貴金屬二次資源循環(huán)利用方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用鹽酸處理畢赤酵母提高其吸附廢水中銠離子能力的新方法，通過(guò)調(diào)整畢赤酵母在廢液pH、吸附溫度、菌體濃度、吸附時(shí)間、菌體活性等吸附條件，達(dá)到吸附廢水中的銠離子的目的。

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種吸附廢水中銠離子的方法，所述方法是用鹽酸對(duì)畢赤酵母進(jìn)行處理，再將畢赤酵母以5～9g干重菌體/L廢水的終濃度加入至廢水中進(jìn)行銠離子的吸附。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述對(duì)畢赤酵母進(jìn)行處理是將的菌體加入至0.1～0.3mol/L的鹽酸中，洗滌3～4次。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述方法調(diào)節(jié)廢水的pH為9-11。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述方法調(diào)節(jié)廢水的pH為11。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述畢赤酵母的菌濃為5g/L。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述畢赤酵母在加入至廢水前經(jīng)過(guò)滅活。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述吸附的時(shí)間為120～240min。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述吸附的溫度為30～40℃。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，吸附過(guò)程還進(jìn)行攪拌。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述畢赤酵母經(jīng)過(guò)菌體富集，所述富集是將畢赤酵母接種至種子培養(yǎng)基中，于30℃，200～220rpm的培養(yǎng)16～30h，再轉(zhuǎn)接至發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)接是以10％體積比接種種子液。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述種子培養(yǎng)基是YEPD液體培養(yǎng)基；所述發(fā)酵培養(yǎng)基每L含有甘油20mL，H₃PO₄20mL，K₂SO₄1g，(NH₄)₂SO₄5g，CaSO₄0.1g，MgSO₄1g，PTM₁10mL。

本發(fā)明還提供所述方法在污水處理中的應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供了一種HCl預(yù)處理畢赤酵母以提高其對(duì)銠離子吸附效果的方法，經(jīng)本發(fā)明的方法處理后的畢赤酵母，銠離子吸附能力提升比較明顯，從20％提高至92.3％；且處理后的菌體活性吸附效果沒(méi)有明顯影響，吸附率均能夠達(dá)到90％以上，且本發(fā)明操作簡(jiǎn)便、成本低，具有重要的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為預(yù)處理方式對(duì)吸附率的影響；

圖2為吸附pH和吸附率的曲線關(guān)系；

圖3為菌體活性對(duì)吸附率的影響；

圖4為吸附時(shí)間對(duì)吸附率的影響；

圖5為菌體濃度對(duì)吸附率和吸附量的影響；

圖6為吸附溫度和吸附的關(guān)系曲線；

具體實(shí)施方式

斜面培養(yǎng)基(g/L)：YPD固體培養(yǎng)基：蛋白胨20，酵母提取物10，葡萄糖20，瓊脂15。

種子培養(yǎng)基：YEPD液體培養(yǎng)基(g/L)：蛋白胨20，酵母膏10，葡萄糖20。

5L發(fā)酵罐培養(yǎng)基(g/L)：甘油20mL/L，H₃PO₄20mL/L，K₂SO₄1g，(NH₄)₂SO₄5g，CaSO₄0.1g，MgSO₄1g，PTM₁10mL/L，pH 6.0。

細(xì)胞濃度進(jìn)行測(cè)定：在600nm下檢測(cè)發(fā)酵液的吸光度(OD₆₀₀)，根據(jù)曲線DCW＝0.25×OD₆₀₀，得細(xì)胞干重。

菌體含水率的測(cè)定：將收集好的菌體在60℃下烘干，烘干過(guò)程中不斷測(cè)量其重量，直至其重量不再變化，此重量計(jì)為干重；含水率按公式計(jì)算：含水率＝[(濕重一干重)/濕重]×100％。

銠含量的測(cè)定：采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)，測(cè)定方法見(jiàn)參考文獻(xiàn)《電鍍液中銠含量的不同分析方法》(2006年公開(kāi))。

吸附量和吸附率的計(jì)算：測(cè)定廢水中銠離子的初始濃度為初濃度(mg·L^-1)，吸附后的廢水中銠離子濃度為終濃度(mg·L^-1)，吸附劑濃度為畢赤酵母菌體干重(g)/含銠離子的廢水體積(L)，根據(jù)如下公式計(jì)算：

吸附量＝(初濃度-終濃度)/吸附劑濃度

吸附率＝[(初濃度-終濃度)]/終濃度×100％

實(shí)施例1

從YPD平板上面挑出單菌落接種到含50mL種子培養(yǎng)基的500mL的三角瓶中，于30℃，220r·min^-1的培養(yǎng)24h作為發(fā)酵罐培養(yǎng)的種子液。將該種子液以10％(體積比)的接種量接種到含1.2L發(fā)酵培養(yǎng)基的5L的發(fā)酵罐中培養(yǎng)16～36h。于7000rpm離心3～10min，收集菌體，用去離子水洗滌菌體2～3遍。

實(shí)施例2

用0.1mol/L的HCl將0.5g(干重)的畢赤酵母洗滌3～4次，3000～5000rpm離心，收集菌體。以去離子水為對(duì)照，采用上述相同的方法洗滌、離心收集菌體。

配制100mL 50mg/L的銠離子溶液于錐形瓶中，將上述方法收集的菌體分別加入至錐形瓶中，用棉塞塞住瓶口，于30℃，200rpm處理60min，計(jì)算吸附率，結(jié)果如圖1所示，不經(jīng)HCl處理的畢赤酵母銠離子吸附率為20.0％，經(jīng)HCl處理的畢赤酵母銠離子吸附率為66.83％。

實(shí)施例3

用0.1mol/L的HCl將0.5g(干重)的畢赤酵母洗滌3～4次，3000～5000rpm離心，收集菌體。

配制100mL 50mg/L的銠離子溶液于錐形瓶中，用NaOH和HCl調(diào)節(jié)pH＝1～11，將上述方法處理后的菌體加入至錐形瓶中，于30℃，200rpm處理120min，計(jì)算吸附率。結(jié)果如圖2所示，pH為7～11時(shí)，吸附率超過(guò)84.3％，pH為9～11時(shí)，吸附率為90.2～92.3％。

實(shí)施例4

用0.1mol/L的HCl將0.5g(干重)的畢赤酵母洗滌3～4次，3000～5000rpm離心，收集菌體，以按上述方法洗滌后并于121℃高壓(0.1MPa)滅活的菌體為對(duì)照，在相同的條件下離心、收集菌體。

配制100mL 50mg/L的銠離子溶液于錐形瓶中，將上述方法處理后的菌體加入至錐形瓶中，于30℃，200rpm處理240min，并于5min,10min,30min,60min,120min,180min,240min測(cè)定銠離子濃度。結(jié)果如圖3所示，原始菌體和滅活后的菌體吸附銠離子的吸附率均高于37.2％，處理60～240min后的菌體吸附率約為90％，且并無(wú)明顯區(qū)別。

實(shí)施例5

用0.1mol/L的HCl將0.5g(干重)的畢赤酵母洗滌3～4次，3000～5000rpm離心，收集菌體。

配制100mL 50mg/L的銠離子溶液于錐形瓶中，將上述方法處理后的菌體加入至錐形瓶中，于25～30℃，200rpm處理240min，分別于5min、30min、60min、90min、120min、180min、240min測(cè)定銠離子濃度并計(jì)算吸附率。結(jié)果如圖4所示，吸附時(shí)間為120min吸附率最高，達(dá)92.3％，吸附時(shí)間180min和240min的吸附率分別為91.2％和90.6％。

實(shí)施例6

用0.1mol/L的HCl將0.5g(干重)的畢赤酵母洗滌3～4次，3000～5000rpm離心，收集菌體；按上述方法分別用0.1mol/L的HCl處理0.1g(干重)～0.9g(干重)的菌體。

配制若干瓶100mL 50mg/L的銠離子溶液于錐形瓶中，將上述方法處理后的菌體分別加入至錐形瓶中，于25～30℃，200rpm處理120min，測(cè)定銠離子濃度并計(jì)算吸附率。結(jié)果如圖5所示，菌體濃度為5g/L～9g/L時(shí)吸附率均達(dá)92.1％以上。

實(shí)施例7

用0.1mol/L的HCl將0.5g(干重)的畢赤酵母洗滌3～4次，3000～5000rpm離心，收集菌體。

配制100mL 50mg/L的銠離子溶液于錐形瓶中，將上述方法處理后的菌體加入至錐形瓶中，分別于15～45℃(每5℃設(shè)置一個(gè)梯度)，200rpm處理120min，測(cè)定銠離子濃度并計(jì)算吸附率。結(jié)果如圖6所示，溫度為30～40℃時(shí)吸附效果較為理想，約90％以上；吸附溫度為30℃時(shí)吸附率最高，達(dá)91.9％。

實(shí)施例8

用0.1～0.3mol/L的HCl將0.5～0.9g(干重)的畢赤酵母洗滌3～4次，3000～5000rpm離心，收集菌體。

配制100mL 50mg/L的銠離子溶液于錐形瓶中，將上述方法處理后的菌體加入至錐形瓶中，調(diào)節(jié)pH9～11，于30～40℃，200～220rpm處理120～240min，測(cè)定銠離子濃度并計(jì)算吸附率。結(jié)果顯示，HCl處理后的菌體在上述吸附條件下對(duì)銠離子的吸附率最高可達(dá)92.3％。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。