一种加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖高效重金属废水处理剂以及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水处理剂技术领域，具体地说是涉及一种加载活性菌体的生物海绵铁 改性壳聚糖高效重金属废水处理剂以及制备方法。
【背景技术】
[0002] 壳聚糖在酸性溶液中会形成高电荷密度的阳离子聚电解质，显示出良好的絮凝性 能，可以广泛的应用于水处理领域，但是壳聚糖存在不易回收，相对分子量较小、架桥能力 差等不足，使其直接应用受到限制，因此壳聚糖的改性成为性高效水处理领域的研究热点。
[0003] 可以在壳聚糖表面接枝新的官能团，增加吸附活性点的密度，从而提高其吸附能 力，也可以壳聚糖与其它物质进行复合，通过相互促进提高絮凝效能，同时降低成本，使吸 附剂多功能化，提尚吸附性能。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种加载活性菌体的生物海绵铁改性 壳聚糖高效重金属废水处理剂以及制备方法。
[0005] 为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为： 一种加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖高效重金属废水处理剂，其特征在于， 该组合物包括由下列重量份的原料：壳聚糖5-6、生物海绵铁40-55、聚乙烯醇纳米纤维 20-30、阳离子聚丙酰胺3-4、大分子量普鲁兰多糖2-3、苯丙氨酸5-6、酵母细胞壁2-3、活性 菌体1-2、木质素磺酸钠2-3、聚环氧琥珀酸3-4、适量的去离子水、适量的水。
[0006] -种加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖高效重金属废水处理剂的制备方法， 其特征在于，包括以下步骤： (1) 取壳聚糖、聚环氧琥珀酸混合，并加入总重量33-44倍的去离子水，在50-60°C下混 合搅拌2-3h至均匀，加入生物海绵铁以及酵母细胞壁搅拌均匀，之后先采用真空离心脱水 至水分含量为总重量的80%，得改性壳聚糖营养环境液备用； (2) 将大分子量普鲁兰多糖通过喷雾技术包覆在活性菌体表面，形成活性菌体复合 体，将活性菌体复合体加入改性壳聚糖营养环境液中，搅拌均匀之后，采用通氧气辅助低温 干燥技术至水分含量为总重量的15%，得加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖复合粉备 用； (3) 取聚乙烯醇纳米纤维、阳离子聚丙酰胺、苯丙氨酸以及总重量3-4倍的去离子水混 合搅拌均匀，得改性纳米纤维复合液备用； (4) 将加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖复合粉、改性纳米纤维复合液以及木质 素磺酸钠混合，搅拌均匀，先低温离心脱水至水分含量为总重量的18-20%，然后采用螺旋挤 压造粒机制造多孔颗粒，自然通风晾S-IOd即得。
[0007] 本发明的有益效果： 本发明采用生物海绵铁修饰改性壳聚糖，一方面提高了吸附能力，同时为活性菌体提 供了良好的生存环境，提高了活性菌体在重金属废水处理上的活性和高效性，同时，酵母细 胞壁具有为活性菌体提供营养以及吸附水体重金属的双重作用，采用的聚乙烯醇纳米纤维 能够有效地提尚颗粒制剂的占空比，提尚吸附效率。
【具体实施方式】
[0008] 下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
[0009] 实施例1 : 一种加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖高效重金属废水处理剂，该组合物包括由 下列重量（kg)的原料：壳聚糖5、生物海绵铁40、聚乙烯醇纳米纤维30、阳离子聚丙酰胺4、 大分子量普鲁兰多糖2、苯丙氨酸6、酵母细胞壁2、活性菌体1、木质素磺酸钠3、聚环氧琥珀 酸3、适量的去呙子水、适量的水。
[0010] -种加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖高效重金属废水处理剂的制备方法， 包括以下步骤： (1) 取壳聚糖、聚环氧琥珀酸混合，并加入总重量33倍的去离子水，在55°C下混合搅拌 2. 5h至均匀，加入生物海绵铁以及酵母细胞壁搅拌均匀，之后先采用真空离心脱水至水分 含量为总重量的80%，得改性壳聚糖营养环境液备用； (2) 将大分子量普鲁兰多糖通过喷雾技术包覆在活性菌体表面，形成活性菌体复合 体，将活性菌体复合体加入改性壳聚糖营养环境液中，搅拌均匀之后，采用通氧气辅助低温 干燥技术至水分含量为总重量的15%，得加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖复合粉备 用； (3) 取聚乙烯醇纳米纤维、阳离子聚丙酰胺、苯丙氨酸以及总重量3. 5倍的去离子水混 合搅拌均匀，得改性纳米纤维复合液备用； (4) 将加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖复合粉、改性纳米纤维复合液以及木质 素磺酸钠混合，搅拌均匀，先低温离心脱水至水分含量为总重量的18%，然后采用螺旋挤压 造粒机制造多孔颗粒，自然通风晾8d即得。
[0011] 实施例2: 一种加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖高效重金属废水处理剂，该组合物包括由 下列重量（kg)的原料：壳聚糖5. 5、生物海绵铁47. 5、聚乙烯醇纳米纤维25、阳离子聚丙酰 胺3. 5、大分子量普鲁兰多糖2. 5、苯丙氨酸5. 5、酵母细胞壁2. 5、活性菌体1. 5、木质素磺酸 钠2. 5、聚环氧琥泊酸3. 5、适量的去尚子水、适量的水。
[0012] -种加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖高效重金属废水处理剂的制备方法， 包括以下步骤： (1) 取壳聚糖、聚环氧琥珀酸混合，并加入总重量38倍的去离子水，在55°C下混合搅拌 2. 5h至均匀，加入生物海绵铁以及酵母细胞壁搅拌均匀，之后先采用真空离心脱水至水分 含量为总重量的80%，得改性壳聚糖营养环境液备用； (2) 将大分子量普鲁兰多糖通过喷雾技术包覆在活性菌体表面，形成活性菌体复合 体，将活性菌体复合体加入改性壳聚糖营养环境液中，搅拌均匀之后，采用通氧气辅助低温 干燥技术至水分含量为总重量的15%，得加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖复合粉备 用； (3) 取聚乙烯醇纳米纤维、阳离子聚丙酰胺、苯丙氨酸以及总重量3. 5倍的去离子水混 合搅拌均匀，得改性纳米纤维复合液备用； (4) 将加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖复合粉、改性纳米纤维复合液以及木质 素磺酸钠混合，搅拌均匀，先低温离心脱水至水分含量为总重量的19%，然后采用螺旋挤压 造粒机制造多孔颗粒，自然通风晾9d即得。
[0013] 实施例3: 一种加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖高效重金属废水处理剂，该组合物包括由 下列重量（kg)的原料：壳聚糖6、生物海绵铁55、聚乙烯醇纳米纤维20、阳离子聚丙酰胺3、 大分子量普鲁兰多糖3、苯丙氨酸5、酵母细胞壁2、活性菌体1-2、木质素磺酸钠2、聚环氧琥 ?白酸4、适量的去呙子水、适量的水。
[0014] -种加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖高效重金属废水处理剂的制备方法， 包括以下步骤： (1) 取壳聚糖、聚环氧琥珀酸混合，并加入总重量44倍的去离子水，在55°C下混合搅拌 2. 5h至均匀，加入生物海绵铁以及酵母细胞壁搅拌均匀，之后先采用真空离心脱水至水分 含量为总重量的80%，得改性壳聚糖营养环境液备用； (2) 将大分子量普鲁兰多糖通过喷雾技术包覆在活性菌体表面，形成活性菌体复合 体，将活性菌体复合体加入改性壳聚糖营养环境液中，搅拌均匀之后，采用通氧气辅助低温 干燥技术至水分含量为总重量的15%，得加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖复合粉备 用； (3) 取聚乙烯醇纳米纤维、阳离子聚丙酰胺、苯丙氨酸以及总重量3. 5倍的去离子水混 合搅拌均匀，得改性纳米纤维复合液备用； (4) 将加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖复合粉、改性纳米纤维复合液以及木质 素磺酸钠混合，搅拌均匀，先低温离心脱水至水分含量为总重量的20%，然后采用螺旋挤压 造粒机制造多孔颗粒，自然通风晾IOd即得。
[0015] 先以三份IOKg富含10%Cu2+放射离子的污染水为样例水，分别加入0. 5Kg实施例 1-3制备水处理制剂，2h后再次测量三份污染水中Cu2+含量，计算吸附率，在以三份IOKg富 含10%Cd 2+放射离子的污染水为样例水，再次加入第一次使用过的水处理制剂，2h后再次 测量三份污染水中Cu2+含量，比较重复利用率，结果如下。
[0016] 表1采用实施例1-3制备的水处理制剂分别处理三份样例水结果
由上表可知，本发明的制品对重金属废水具有较好的吸附率和较高的重复利用率。
【主权项】
1. 一种加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖高效重金属废水处理剂，其特征在于， 该组合物包括由下列重量份的原料：壳聚糖5-6、生物海绵铁40-55、聚乙烯醇纳米纤维 20-30、阳离子聚丙酰胺3-4、大分子量普鲁兰多糖2-3、苯丙氨酸5-6、酵母细胞壁2-3、活性 菌体1-2、木质素磺酸钠2-3、聚环氧琥珀酸3-4、适量的去离子水、适量的水。2. -种如权利要求1所述的加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖高效重金属废水 处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 取壳聚糖、聚环氧琥珀酸混合，并加入总重量33-44倍的去离子水，在50-60°C下混 合搅拌2-3h至均匀，加入生物海绵铁以及酵母细胞壁搅拌均匀，之后先采用真空离心脱水 至水分含量为总重量的80%，得改性壳聚糖营养环境液备用； (2) 将大分子量普鲁兰多糖通过喷雾技术包覆在活性菌体表面，形成活性菌体复合 体，将活性菌体复合体加入改性壳聚糖营养环境液中，搅拌均匀之后，采用通氧气辅助低温 干燥技术至水分含量为总重量的15%，得加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖复合粉备 用； (3) 取聚乙烯醇纳米纤维、阳离子聚丙酰胺、苯丙氨酸以及总重量3-4倍的去离子水混 合搅拌均匀，得改性纳米纤维复合液备用； (4) 将加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖复合粉、改性纳米纤维复合液以及木质 素磺酸钠混合，搅拌均匀，先低温离心脱水至水分含量为总重量的18-20%，然后采用螺旋挤 压造粒机制造多孔颗粒，自然通风晾S-IOd即得。
【专利摘要】本发明公开了一种加载活性菌体的生物海绵铁改性壳聚糖高效重金属废水处理剂以及制备方法，该组合物包括由下列重量份的原料：壳聚糖5-6、生物海绵铁40-55、聚乙烯醇纳米纤维20-30、阳离子聚丙酰胺3-4、大分子量普鲁兰多糖2-3、苯丙氨酸5-6、酵母细胞壁2-3、活性菌体1-2、木质素磺酸钠2-3、聚环氧琥珀酸3-4等。本发明采用生物海绵铁修饰改性壳聚糖，一方面提高了吸附能力，同时为活性菌体提供了良好的生存环境，提高了活性菌体在重金属废水处理上的活性和高效性，同时，酵母细胞壁具有为活性菌体提供营养以及吸附水体重金属的双重作用，采用的聚乙烯醇纳米纤维能够有效地提高颗粒制剂的占空比，提高吸附效率。
【IPC分类】C02F1/28, C02F1/52
【公开号】CN105217762
【申请号】CN201510765417
【发明人】金林墨
【申请人】金林墨
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年11月11日