专利名称：突变株ZN0871v11在有机废水处理后的再生及有机物回收方法
技术领域：
本发明属于有机废水处理领域，具体涉及一种突变株ZN0871vll在印染等有机废水快速高效处理的反复循环重复利用的新技术。
背景技术：
以微生物为主体的活性污泥技术在处理印染、石油化工、造纸等有机废水的过程中，微生物不仅因自身增殖，产生了大量难以循环再利用的剩余污泥，而且还通过分解代谢，降解了废水中的有机物并排出CO 2，未能回收利用有机物，既消耗了大量的能源，又损失了宝贵的有机能源，其实质上是增加了“空耗”的碳排量。而能够回收废水中有机物的新型循环型水药剂可以称为有机碳捕获剂，用有机碳捕获剂回收废水中的有机物甚至捕获金属离子的方式，实质上是减少碳排量的一种重要方式。能够简便快速再生的高效能絮凝剂/吸附剂可以作为有机碳捕获剂使用，将高效絮凝、吸附和快速再生反复循环利用的功能融合为三位一体的有机碳捕获剂用于有机废水的高效快速处理，将是废水处理领域和新材料领域的革命性突破，将改变传统生化处理法耗时、耗能、低效的局限，提高废水尤其是难降解有机污水的处理效率，极大的缩短工艺流程和时间，减少废水处理厂的占地面积，回收水资源，减少碳排放。改造后的突变株ZN0871V11 (保藏号为CCTCC NO:M2011208)既能够快速吸附污水中的直接蓝等有机物分子，将COD降为“O”或达标，又能够在3-5分钟内快速再生、循环利用，是一种优良的有机碳捕获剂。
发明内容
本发明的目的在于改革现有印染等有机废水处理工艺流程复杂、产生空耗的碳排放、耗时、耗能等问题，提供一 种能够捕获废水中有机物可再生循环型的有机碳捕获剂的使用方法，在捕获有机物分子后用再生洗脱液可进行快速再生、循环利用。本发明所述的有机碳捕获剂为枯草芽孢杆菌突变株ZN0871vll，是Bacillussubtilis ZN0871菌株经过紫外线诱变筛选、改造出来的突变株，分类命名为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis，已于2011年6月23日保藏于中国典型培养物保藏中心，简称CCTCC，保藏地址位于中国武汉武汉大学，其保藏号为CCTCC NO:M2011208o本发明的枯草芽孢杆菌突变株ZN0871vll在专利201110173958.7中已公开。突变株ZN0871vll在有机废水处理后的再生及有机物回收方法，其特征在于按以下步骤进行:取20-416.4 mg已吸附废水中有机物的突变株ZN0871vll加入50-15700 μ L洗脱液中混匀后反应3-5 min，在8000-12000 rpm离心2_5 min，上清液为回收的有机物，沉淀为再生的突变株ZN0871vll。所述的洗脱液A为摩尔浓度为0.01-0.3 mol/1三羟甲基氨基甲烷、摩尔浓度为0.1-0.3 mol/1甘氨酸及0.05-10 % (w/v)十二烷基硫酸钠的缓冲液。所述的洗脱液B为摩尔浓度为10-100 mmol/1及ρΗΙΟ.0-13.0 3-环已胺基丙磺酸缓冲液。所述的洗脱液C为摩尔浓度为0.05-0.3 mol/1三羟甲基氨基甲烷、摩尔浓度为0.05-0.3 mol/1 N-三(羟甲基)甲基甘氨酸、0.05-10 % (w/v)十二烷基硫酸钠和ρΗ8.0-8.5的缓冲液。所述的洗脱液为浓度为0.5-10 g/L洗衣粉液。本发明所述的洗衣粉为市场购买任意牌子的洗衣粉。所述的洗脱液为1-500 mmol/1 Na2CO3溶液。所述的洗脱液为1-500 mmol/1 NaHCO3溶液。吸附有机废水中有机物的突变株ZN0871vll加入50-15700 μ L洗脱液中混匀后，在温度为4-80°C的范围内反应3-5 min。本发明的步骤为:第一步，突变株ZN0871vll捕获有机物分子。先配制250 mg/1000 mL的直接蓝染料溶液1000 mL，然后加入0.2 g FeSO4，调pH3.5-6.5，平均分为5等分，按等差数列方式加入浓度为 16.7 mg/mL 突变株 ZN0871vll 悬液 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，摇匀后放置5-10分钟，取适量溶液，10000-12000 rpm离心2-5 min，取上清，以去离子水为空白对照，测波长为545 nm的色度，并测COD值；当加入的突变株ZN0871vll质量与染料质量比为1:1.102或以上时，处理后的染料溶液的色度 和COD均降为“O”。第二步，被吸附有机物的回收和捕获剂突变株ZN0871vll的再生。捕获剂突变株ZN0871vll再生使用的洗脱液有6种，单独使用均可以在3_5分钟内完成洗脱和再生、并回收已吸附的有机物。先配6种再生洗脱液分别为:洗脱液A为摩尔浓度为0.01-0.3 mol/I三羟甲基氨基甲烷、摩尔浓度为0.1-0.3 mol/Ι甘氨酸及0.05-10 % (w/v)十二烷基硫酸钠的缓冲液；洗脱液B为摩尔浓度为10-100 mmol/1、ρΗΙΟ.0-13.0 3-环已胺基丙磺酸缓冲液；洗脱液C为摩尔浓度为0.05-0.3mol/l三羟甲基氨基甲烷、摩尔浓度为0.05-0.3mol/1 N-三(羟甲基)甲基甘氨酸、0.05-10 % (w/v)十二烷基硫酸钠和ρΗ8.0_8.5的缓冲液；浓度为 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种洗脱液50-300 μ L，分别加入等量的已吸附染料分子的突变株细胞，混匀后，8000-12000 rpm离心2-5 min，取上清，稀释后，在波长为545 nm处测其OD值。测试结果表明，在分别加入6种再生洗脱液后，已被吸附的染料都被洗脱下来，随着所加入的6种洗脱液的量增加所洗下的染料量也增大；并且，当加入的洗脱液体积达到一定值时，可将已吸附的染料完全洗脱干净，吸附染料分子的细胞颜色逐渐变白，最终可恢复到原来没有吸附过染料分子的状态。在一定的范围内，随着各种洗脱液的浓度增大，单位体积内其洗脱能力增强,再生相同质量的细胞所需用的溶液的体积相对减少。第三步，循环利用。取两个锥形瓶，各加100 mL直接蓝溶液，按比例加入突变株ZN0871vll，至脱色率100%。离心后弃上清留沉淀，将吸附染料后的突变株ZN0871V11沉淀分别用6种再生洗脱液洗脱所吸附的染料分子，混匀后，8000-12000 rpm离心2_5 min，取出液体，将沉淀用0.2-0.5 mL H2O洗涤3次，将此沉淀再加入到100 mL直接蓝溶液中，混匀后放置5_10分钟，8000-12000 rpm离心2-5 min，取上清，测其脱色率。重复吸附和洗脱再生三次。其中，洗脱液A、洗脱液B、洗脱液C重复三次的吸附效率保持在97-60% ;洗衣粉溶液洗脱后的突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率保持在92-78% ；Na2C03溶液和NaHCO3溶液洗脱后的突变株细胞对直接蓝染料的吸附效率分别保持在93-100%、95-100%。用突变株ZN0871vll细胞进行污水处理实验，实验过程及结果如下:在金属离子Fe2+的终浓度为15 20 mg/100 mL条件下，分别测试了突变株ZN0871vll细胞处理印染企业的原水、造纸厂的原水和石油化工的水样的实验。向每升废水中分别加入湿重2 g突变株ZN0871vll细胞后混匀，絮凝/吸附5 10分钟，用NaHCO3溶液洗脱吸附有机物的沉淀，循环三次。取样测试的结果为，在室温下、PH3.5 5.5时，突变株ZN0871vll对印染企业原水COD的消除率为86-99.39% ;将造纸厂原水色度降为“0”，COD的消除率为75-97.55% ;对石油化工2个水样的色度降为“0”，COD的消除率分别为90.2-95.88% 和 91.1-97.57%。本发明提供一种能够突变株ZN0871vll捕获废水中有机物后可再生循环使用的有机碳捕获剂，在捕获有机物分子后用再生洗脱液可进行快速再生、循环利用。
图1为三种洗脱液A、B和C对被吸附染料的洗脱效果曲线。图2为2 g/L洗衣粉溶液对被吸附染料的洗脱效果曲线。图3为5 mmol/1 Na2CO3溶液对被吸附染料的洗脱效果曲线。图4为10 mmol/1 NaHCO3溶液对被吸附染料的洗脱效果曲线。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做详细具体的说明，应当理解，以下具体实施方式
仅是用于说明本发明，而非对本发明的限制。
实施例1本发明的操作步骤第一步，突变株ZN0871vll捕获有机物分子。先配制250 mg/1000 mL的直接蓝染料溶液1000 mL，然后加入0.2 g FeSO4，调pH5.0，平均分为5等分，按等差数列方式加入浓度为 16.7 mg/mL 突变株 ZN0871vll 悬液 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，摇匀后放置 5-10 分钟，取适量溶液，10000rpm离心2-5 min，取上清，以去离子水为空白对照，测波长为545 nm的色度，并测COD值；当加入的突变株ZN0871vll质量与染料质量比为1:1.102或以上时，处理后的染料溶液的色度和COD均降为“O”。第二步，被吸附有机物的回收和捕获剂突变株ZN0871vll的再生。先配6种再生洗脱液分别为:洗脱液A为摩尔浓度为0.025 mol/Ι三羟甲基氨基甲烷、0.192 mol/Ι甘氨酸及0.1 (w/v)十二烷基硫酸钠的缓冲液；洗脱液B为摩尔浓度为50 mmol/1及pH13.0的3-环已胺基丙磺酸缓冲液；洗脱液C为摩尔浓度为0.1 mol/Ι三羟甲基氨基甲烷、摩尔浓度为0.1 mol/1 N-三(羟甲基)甲基甘氨酸、0.1 %(w/v)十二烷基硫酸钠和ρΗ8.25的缓冲液；浓度为2 g/L洗衣粉；摩尔浓度为5 mmol/1 Na2CO3溶液和摩尔浓度为10 mmol/1NaHCO3溶液。取90枚离心管，分为6组，每一个实验设3个平行，分别加入相应量的已吸附染料分子的突变株ZN0871vll (其中洗脱液A、B、C分别加入的吸附染料突变株ZN0871vll量为100 mg，洗衣粉溶液加入量为20 mg，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液加入量分别为25 mg),以等差数列的方式向各组离心管分别加入以上配置的6种洗脱液，其中，洗脱液A、洗脱液
B、洗脱液C和洗衣粉溶液分别加入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混匀后，10000 rpm离心2 min，取上清，稀释80倍后，在波长为545 nm处测其OD值。测试结果表明，在各加入6种再生洗脱液后，已被吸附的染料被洗脱下来，随着所加入的6种洗脱液的体积增加所洗下的染料量也增大；并且，当加入的洗脱液体积达到一定值时，可将已吸附染料完全洗脱干净，吸附染料分子的突变株ZN0871vll颜色逐渐变白，最终可恢复到原状。在6种洗脱液中，在一定的范围内，随着溶液的浓度增大，单位体积内其洗脱能力增强，再生相同质量的突变株ZN0871vll所需用的溶液的体积相对减少。在室温下，当已吸附染料的捕获剂为一定量时，各种洗脱液的使用量分别遵循以下洗脱规律:洗脱液A的洗脱曲线方程为:y=0.0097x、洗脱液B的洗脱曲线方程为:y=0.0205x、洗脱液C的洗脱曲线方程为:y=0.0218x、浓度为2 g/L洗衣粉的洗脱曲线方程为:y=9.243x、5 mmol/1Na2CO3溶液的洗脱曲线方程为:y=8.6897x和10 mmol/1 NaHCO3溶液的洗脱曲线方程为:y=
5.6145χ0第三步，循环利用。取6个锥形瓶，各加100 mL直接蓝溶液，按比例加入突变株ZN0871vll，至脱色率100%。离心后弃上清留沉淀，将吸附染料后的突变株ZN0871V11沉淀分别用6种洗脱液洗脱所吸附的染料分子，混匀后，10000 rpm离心2 min，取出液体，将沉淀用0.3-0.5 mL H2O洗涤3次，再加入100 mL直接蓝溶液，混匀后放置5-10分钟，10000 rpm离心2 min,取上清，测其脱色率。重复吸附和洗脱三次。其中，洗脱液A为摩尔浓度为0.025 mol/Ι三羟甲基氨基甲烷、0.192 mol/Ι甘氨酸、0.1 (w/v)十二烷基硫酸钠的缓冲液；洗脱液B为摩尔浓度为50 mmol/Ι及pH13.0的3-环已胺基丙磺酸缓冲液；洗脱液C为摩尔浓度为0.1 mol/1三羟甲基氨基甲烷、摩尔浓度为0.1 mol/1 N-三(羟甲基)甲基甘氨酸、0.1 %(w/v)十二烷基硫酸钠、PH8.25的缓冲液。洗脱液A、洗脱液B、洗脱液C分别重复三次的吸附效率保持在95-70% ；2 g/L洗衣粉溶液洗脱后的突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为:第一次洗脱后的吸附效率90.1%、第二次洗脱后的吸附效率为80.8%、第三次洗脱后的吸附效率为78% ;5 mmol/1 Na2CO3溶液洗脱后的突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为 100%,97.83%,93.19%, COD 的消除率为 96.735%,73.95%,89.2% ；10 mmol/1 NaHCO3 溶液洗脱后的突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为100%、100%、100%，COD的消除率为 97.42%、97.35%、75.54%。第四步，用突变株ZN0871vll细胞进行污水处理实验，实验过程及结果如下:在金属离子Fe2+的终浓度为15 20 mg/100 mL条件下，分别测试了突变株ZN0871vll细胞处理印染企业的原水、造纸厂的原水和石油化工的水样的实验。向每升废水中分别加入湿重2 g突变株ZN0871vll细胞后混匀，絮凝/吸附5 10分钟，用NaHCO3溶液洗脱吸附有机物的沉淀，循环三次。取样测试的结果为，在室温下、PH3.5 5.5时，突变株ZN0871vll对印染企业原水COD的消除率为99.39%,90.68%,86% ；将造纸厂原水色度降为“0”，COD的消除率为97.55%,75%,89.07% ;对石油化工2个水样的色度降为“0”，COD的消除率分别为 95.88%,92.17%、90.2% 和 97.57%,91.1%、91.65%。
实施例2在各种条件下捕获剂的处理效果在本实施例中，根据上述实施例1所描述的方法，验证了在各种pH、温度等条件下，再生洗脱液再生有机物捕获剂突变株ZN0871vll的再生和循环利用效果。应当理解的是，以下所述的各种条件仅是示例性的，而不应理解为对本发明范围的限制。实施例2-1按照实施例1所述的本发明的操作步骤，在20°C、直接蓝溶液的pH3.5时，300 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用690 μ L洗脱液C，洗脱液C为摩尔浓度为
0.1 mol/Ι三羟甲基氨基甲烷、摩尔浓度为0.1 mol/1 N-三(羟甲基)甲基甘氨酸及0.1%(w/v)十二烷基硫酸钠和pH8.25的缓冲液；再生循环三次，突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为:第一次洗脱后的循环使用吸附效率为94.47%、第二次洗脱后的吸附效率为96.05%、第三次洗脱后的吸附效率为81.58%。实施例2-2按照实施例1所述的本发明的操作步骤，在60°C、直接蓝溶液的pH4.0时，300 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用640 μ L洗脱液C再生循环三次，洗脱液C为摩尔浓度为0.3 mol/Ι三羟甲基氨基甲烷、摩尔浓度为0.05 mol/1 N-三(羟甲基)甲基甘氨酸、10%(w/v)十二烷基硫酸钠和pH8.0的缓冲液；突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为:第一次再生洗脱后的吸附效率94%、第二次洗脱后的吸附效率为88%、第三次洗脱后的吸附效率为85%。实施例2-3按照实施例1所述的本发明的操作步骤，在80°C、直接蓝溶液的pH4.0时，300 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用695 μ L洗脱液C再生循环三次，洗脱液C为摩尔浓度为0.05 mol/Ι三羟甲基氨基甲烷、摩尔浓度为0.3 mol/1 N-三(羟甲基)甲基甘氨酸、5%(w/v)十二烷基硫酸钠和pH8.5的缓冲液；突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为:第一次再生洗脱后的吸附效率93.5%、第二次洗脱后的吸附效率为89.2%、第三次洗脱后的吸附效率为80.2%。实施例2-4按照实施例1所述的本发明的操作步骤，直接蓝溶液的pH4.0时，300 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用1450 μ L洗脱液A再生循环三次，分别测试了再生洗脱液A在0、10、20、30、40、50、60、70、80°C时的再生效果，洗脱液A为摩尔浓度为0.25 mol/1三羟甲基氨基甲烷、0.192 mol/Ι甘氨酸、0.1 (w/v)十二烷基硫酸钠的缓冲液；结果表明，再生洗脱液A洗脱被吸附染料有机物的效率保持在91.7-100%的范围内，其最高值的范围为10-50°C，温度对其再生吸附染料后的有机碳捕获剂突变株ZN0871vll的效果影响不明显。实施例2-5
按照实施例1所述的本发明的操作步骤，直接蓝溶液的ρΗ3.5时，300 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用1440 μ L洗脱液A再生循环三次，分别测试了再生洗脱液A在0、10、20、30、40、50、60、70、80°C时的再生效果，洗脱液A为摩尔浓度为0.3mol/Ι三羟甲基氨基甲烷、0.1 mol/Ι甘氨酸、10 (w/v)十二烷基硫酸钠的缓冲液；结果表明，再生洗脱液A洗脱被吸附染料有机物的效率保持在90-97%的范围内，其最高值的范围为10-50°C，温度对其再生吸附染料后的有机碳捕获剂突变株ZN0871vll的效果影响不明显。实施例2-6按照实施例1所述的本发明的操作步骤，直接蓝溶液的pH4.5时，300 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用1550 μ L洗脱液A再生循环三次，分别测试了再生洗脱液六在0、10、20、30、40、50、60、70、801:时的再生效果，洗脱液六为摩尔浓度为0.01 mol/I三羟甲基氨基甲烷、0.3 mol/Ι甘氨酸、0.5(w/v)十二烷基硫酸钠的缓冲液；结果表明，再生洗脱液A洗脱被吸附染料有机物的效率保持在89.1-97%的范围内，其最高值的范围为
10-50 V，温度对其再生吸附染料后的有机碳捕获剂突变株ZN0871vl I的效果影响不明显。实施例2-7按照实施例1所述的本发明的操作步骤，直接蓝溶液的pH4.0时，300 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用680 μ L洗脱液B再生循环三次，测试了再生洗脱液洗脱液B在0、10、20、30、40、50、60、70、80°C时的再生效果，洗脱液B为摩尔浓度为50 mmol/I及PH13.0的3-环已胺基丙磺酸缓冲液；结果表明，再生洗脱液B洗脱被吸附染料有机物的效率保持在91.95-96%的范围内，其最高值的温度为80°C，温度对其再生吸附染料后的有机碳捕获剂突变株ZN0871vll的效果影响不明显。
实施例2-8按照实施例1所述的本发明的操作步骤，直接蓝溶液的ρΗ3.5时，300 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用700 μ L洗脱液B再生循环三次，测试了再生洗脱液洗脱液B在0、10、20、30、40、50、60、70、80°C时的再生效果，洗脱液B为摩尔浓度为10 mmol/I及PH12.5的3-环已胺基丙磺酸缓冲液；结果表明，再生洗脱液B洗脱被吸附染料有机物的效率保持在91-96%的范围内，其最高值的为80°C，温度对其再生吸附染料后的有机碳捕获剂突变株ZN0871vll的效果影响不明显。实施例2-9按照实施例1所述的本发明的操作步骤，直接蓝溶液的pH4.0时，300 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用695 μ L洗脱液B再生循环三次，测试了再生洗脱液洗脱液B在0、10、20、30、40、50、60、70、80°C时的再生效果，洗脱液B为摩尔浓度为100 mmol/I及PH10.0的3-环已胺基丙磺酸缓冲液；结果表明，再生洗脱液B洗脱被吸附染料有机物的效率保持在85.03-95%的范围内，其最高值的为80°C，温度对其再生吸附染料后的有机碳捕获剂突变株ZN0871vll的效果影响不明显。实施例2-10按照实施例1所述的本发明的操作步骤，直接蓝溶液的pH4.0时，300 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用640 μ L洗脱液C再生循环三次，测试了再生洗脱液洗脱液C在0、10、20、30、40、50、60、70、801:时的再生效果，洗脱液(:为摩尔浓度为0.I mol/1三羟甲基氨基甲烷、摩尔浓度为0.1 mol/1 N-三(羟甲基)甲基甘氨酸、0.1 %(w/v)十二烷基硫酸钠和PH8.25的缓冲液；结果表明，再生洗脱液C洗脱被吸附染料有机物的效率保持在89.24-100%的范围内，温度对其再生吸附染料后的有机碳捕获剂突变株ZN0871vll的效果影响不明显。实施例2-11
按照实施例1所述的本发明的操作步骤，直接蓝溶液的pH4.0时，250 mg已吸附染料的有机碳捕获剂突变株ZN0871vll用7090 μ L洗衣粉溶液再生循环三次，测试了再生洗脱液2 g/L洗衣粉溶液在O、10、20、30、40、50、60、70、80°C时的再生效果，结果表明，再生洗脱液2 g/L洗衣粉溶液洗脱被吸附染料有机物的效率保持在81.82-100%的范围内，温度对其再生吸附染料后的有机碳捕获剂突变株ZN0871vll的效果影响不显著。实施例2-12按照实施例1所述的本发明的操作步骤，直接蓝溶液的ρΗ3.5时，250 mg已吸附染料的有机碳捕获剂突变株ZN0871vll用15700 μ L洗衣粉溶液再生循环三次，测试了再生洗脱液0.5 g/L洗衣粉溶液在O、10、20、30、40、50、60、70、80°C时的再生效果，结果表明，再生洗脱液0.5 g/L洗衣粉溶液洗脱被吸附染料有机物的效率保持在92-78%的范围内，温度对其再生吸附染料后的有机碳捕获剂突变株ZN0871vll的效果影响不显著。实施例2-13按照实施例1所述的本发明的操作步骤，直接蓝溶液的pH4.0时，250 mg已吸附染料的有机碳捕获剂突变株ZN0871vll用1420 μ L洗衣粉溶液再生循环三次，测试了再生洗脱液10 g/L洗衣粉溶液在O、10、20、30、40、50、60、70、80°C时的再生效果，结果表明，再生洗脱液10 g/L洗衣粉溶液洗脱被吸附染料有机物的效率保持在80.1-92%的范围内，温度对其再生吸附染料后的有机碳捕获剂突变株ZN0871vll的效果影响不显著。实施例2-14按照实施例1所述的本发明的操作步骤，在20°C、直接蓝溶液的pH3.5时，250 mg已吸附染料的有机碳捕获剂突变株ZN0871vll用7100 μ L 2 g/L洗衣粉溶液再生循环三次，突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为:第一次洗脱后的吸附效率90.1%、第二次洗脱后的吸附效率为80.8%、第三`次洗脱后的吸附效率为78%。实施例2-15按照实施例1所述的本发明的操作步骤，在30°C、直接蓝溶液的pH3.5时，125 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用3000 μ L 5 mmol/1 Na2CO3溶液再生循环三次，突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为:第一次洗脱后的吸附效率72.2%、第二次洗脱后的吸附效率为61.4%、第三次洗脱后的吸附效率为46.3%。实施例2_16按照实施例1所述的本发明的操作步骤，在20°C、直接蓝溶液的pH4.0时，125 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用3200 μ L I mmol/1 Na2CO3溶液再生循环三次，突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为:第一次洗脱后的吸附效率87.5%、第二次洗脱后的吸附效率为76.07%、第三次洗脱后的吸附效率为88.5 %。实施例2-17按照实施例1所述的本发明的操作步骤，在30°C、直接蓝溶液的pH3.5时，125mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用500 μ L 500 mmol/1 Na2CO3溶液再生循环三次，突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为:第一次洗脱后的吸附效率95.4%、第二次洗脱后的吸附效率为96.3 %、第三次洗脱后的吸附效率为84.5%。实施例2-18按照实施例1所述的本发明的操作步骤，在15°C、直接蓝溶液的pH4.0时，125 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用3000 μ L 5 mmol/1 Na2CO3溶液再生循环三次，突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为:第一次洗脱后的吸附效率100%、COD的消除率为96.735%，第二次洗脱后的吸附效率为97.83%、COD的消除率为73.95%，第三次洗脱后的吸附效率为93.19%，COD的消除率为89.2%。实施例2-19按照实施例1所述的本发明的操作步骤，在15°C、直接蓝溶液的pH4.0时，125 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用3750 μ L 10 mmol/1 NaHCO3溶液再生循环三次，突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为:第一次洗脱后的吸附效率100%、COD的消除率为97.42%，第二次洗脱后的吸附效率为100%、C0D的消除率为97.35%，第三次洗脱后的吸附效率为100%，COD的消除率为75.54%。实施例2-20按照实施例1所述的本发明的操作步骤，在30°C、直接蓝溶液的pH3.5时，125 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用550 μ L 500 mmol/1 NaHCO3溶液再生循环三次，突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为:第一次洗脱后的吸附效率100%、COD的消除率为88.69%，第二次洗脱后的吸附效率为100%、C0D的消除率为95.48%，第三次洗脱后的吸附效率为100%，COD的消除率为98.7%。实施例2-21按照实施例1所述的本发明的操作步骤，在15°C、直接蓝溶液的pH4.0时，125 mg有机碳捕获剂突变株ZN0871vll吸附染料后用3900 μ L I mmol/1 NaHCO3溶液再生循环三次，突变株ZN0871vll对直接蓝染料的吸附效率分别为:第一次洗脱后的吸附效率100%、COD的消除率为97.08%，第二次 洗脱后的吸附效率为100%、C0D的消除率为86.59%，第三次洗脱后的吸附效率为88.9 %，COD的消除率为84.75%。实施例2-22在金属离子Fe2+的终浓度为15 20 mg/100 mL条件下，在室温下、pH3.5 5.5时，分别测试了突变株ZN0871vll细胞处理印染企业的原水、造纸厂的原水和石油化工的水样的实验。向每升废水中分别加入湿重2 g突变株ZN0871vll细胞后混匀，絮凝/吸附5 10分钟，用NaHCO 3溶液洗脱吸附有机物的沉淀，循环三次。取样测试的结果为:突变株ZN0871vll对印染企业原水COD的消除率为99.39%,90.68%,86% ;将造纸厂原水色度降为“0”，COD的消除率为97.55%,75%,89.07% ;对石油化工2个水样的色度降为“0”，COD的消除率分别为 95.88%,92.17%、90.2% 和 97.57%,91.1%、91.65%。
权利要求
1.一种有机碳捕获剂，枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)突变株ZN0871vll，其保藏号为 CCTCC NO:M2011208o
2.突 变株ZN0871vll在有机废水处理后的再生及有机物回收方法，其特征在于按以下步骤进行:取20-416.4 mg吸附有机废水中有机物的突变株ZN0871vll加入50-15700 μ L洗脱液中混匀后反应3-5 min，在8000-12000 rpm离心2_5 min，上清液为回收的有机物，沉淀为再生的突变株ZN0871vll。
3.根据权利要求2所述的突变株ZN0871vlI在有机废水处理后的再生及有机物回收方法，其特征在于:所述的洗脱液为摩尔浓度为0.01-0.3 mol/1三羟甲基氨基甲烷、摩尔浓度为0.1-0.3 mol/1甘氨酸及0.05-10 % (w/v)十二烷基硫酸钠的缓冲液。
4.根据权利要求2所述的突变株ZN0871vll在有机废水处理后的再生及有机物回收方法，其特征在于:所述的洗脱液为摩尔浓度为10-100 mmol/1及ρΗΙΟ.0-13.0 3-环已胺基丙磺酸(CAPS)缓冲液。
5.根据权利要求2所述的突变株ZN0871vlI在有机废水处理后的再生及有机物回收方法，其特征在于:所述的洗脱液为摩尔浓度为0.05-0.3 mol/1三羟甲基氨基甲烷、摩尔浓度为0.05-0.3 mol/1 N-三(羟甲基)甲基甘氨酸、0.05-10 % (w/v)十二烷基硫酸钠和ρΗ8.0-8.5的缓冲液。
6.根据权利要求2所述的突变株ZN0871vll在有机废水处理后的再生及有机物回收方法，其特征在于:所述的洗脱液为浓度为0.5-10 g/L洗衣粉液。
7.根据权利要求2所述的突变株ZN0871vll在有机废水处理后的再生及有机物回收方法，其特征在于:所述的洗脱液为1-500 mmol/1 Na2CO3溶液。
8.根据权利要求2所述的突变株ZN0871vll在废水处理后的再生及有机物回收方法，其特征在于:所述的洗脱液为1-500 mmol/1 NaHCO3溶液。
9.根据权利要求2- 8之一所述的突变株ZN0871vll在有机废水处理后的再生及有机物回收方法，其特征在于:吸附有机废水中有机物的突变株ZN0871vll加入50-3750 μ L洗脱液中混匀后，在温度为4-80°C的范围内反应3-5 min。
全文摘要
本发明涉及一种突变株ZN0871v11在印染、石油化工等有机废水处理后的再生及染料回收方法，其特征在于按以下步骤进行取20-416.4 mg吸附印染、石油化工等有机废水中有机物的突变株ZN0871v11加入到50-15700 μL洗脱液中混匀后反应3-5 min，在8000-12000 rpm离心2-5 min，上清液为回收的染料等有机物，沉淀为再生的突变株ZN0871v11细胞。本发明提供一种能够捕获印染、石油化工、造纸等废水中的有机物后、可再生循环使用的有机碳捕获剂，在捕获有机物分子后用再生洗脱液可进行快速再生、循环利用。
文档编号C02F3/34GK103173382SQ20121058401
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者祝伟, 张赛男, 米雪, 刘玉洁, 祝俊杰 申请人:中南民族大学, 郑州绿能环保科技有限公司