专利名称：一种去除水中放射性物质的生物净水材料的制作方法
技术领域：
本发明属于水净化技术领域，具体涉及一种去除水中放射性物质的生物净水材料。
背景技术：
放射性元素进入水体后造成放射性污染。放射性废水是指核燃料前处理和后处理，原子能发电站，应用放射性同位素的研究、医院、工厂等排出的废水。含铀废水是一类来源广泛的放射性废水，如铀矿的开采和水冶废水、铀的精制和核燃料制造废水、反应堆运行废水、反应堆燃料的后处理废水、生产放射性同位素产生的废水以及使用放射同位素的工厂和研究部门产生的废水等。
水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。目前地球表面虽然有70%是被水覆盖，但人类可利用的淡水资源不足I %，淡水资源又是经常被人类活动污染的对象，被污染的水体要想恢复是非常困难的，因此，研究开发出高效、环保、低成本的核废液的处理技术，减轻含放射性废水对环境的污染具有重大的社会、经济和环境意义。目前去除放射性物质的水质净化技术主要的工艺有混凝法、吸附法、离子交换法和生物处理法。在常规的处理方法中都存在着不同缺点如混凝沉淀法工艺简单，成本低，但沉淀产物不易富集回收，容易造成二次污染；蒸发浓缩法简单、有效，去除率高，但成本较高；萃取法效果好，出水铀的浓度低但处理费用高昂，萃取后废渣量大；反渗透法铀去除率高但处理费用高工业应用困难。传统生物处理法因其取材广泛、品种繁多、可选择性大、成本较低的特性受到广泛的应用，但生物处理法的吸附效率不高，在此基础上对其进行适当的物理化学改性可显著提高它的吸附除污能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种去除水中放射性物质的生物净水材料，其由如下步骤制备得到(I)、将3 5克蛋白胨、4 6克葡萄糖、O. 5 I. 2克甘油，加入到200毫升蒸馏水中，搅拌均匀后在121°C、0. 116MPa条件下灭菌20 30分钟，使蛋白胨、葡萄糖和甘油完全溶解于蒸馏水中，从而得到消毒过的液体培养基；在无菌条件下，待液体培养基冷却到30 40°C后，将液体培养基分装到容量为50mL的三角瓶中，三角瓶内液体培养基的体积为IOmL 40mL，然后倒入密封袋中；(2)、在无菌条件下，用10 μ L枪头粘取菌种并将枪头投入到上述密封袋内的液体培养基中，将密封袋内的空气排出封口后恒温振荡培养7天，培养温度为30 38°C ；(3)、配制柠檬酸和柠檬酸钠的混合水溶液作为洗涤液，其中柠檬酸的质量分数为O. 05 O. I%，柠檬酸钠的质量分数为O. 5 2% ;洗涤步骤(2)所得的菌体溶液至洗涤液澄清；(4)、向洗涤后的菌体溶液中逐渐加入乙醇，最初使乙醇在菌体溶液中的体积分数为20 30%，过15 20分钟后使乙醇的体积分数为40 50%，再过15 20分钟后使乙醇的体积分数为75 80%;然后将装有菌体溶液的容器敞口放入干燥柜中，温度保持50 70° C，持续4 5小时，从而得到本发明所述的去除水中放射性物质的生物净水材料。上述步骤中涉及菌种为真菌，具体可以为黑曲霉、青霉菌、大毛霉等。本发明是通过改变培养方式，从而达到提高菌体质量的目的。经试验，本发明制备的净水材料对低浓度U与Th的去除率均能达到89%以上。本发明具有微生物来源广泛，培养成本低，用于废水处理操作方便、工艺简单的优点，应用前景广泛。
图I :在相同体积培养基，相同温度的前提下三角瓶法和密封袋法制备的菌体材料的质量不同，后者比前者的产量提高将近一倍。
具体实施例方式实施例I :将3g蛋白胨、4g葡萄糖、Ig甘油加入到200ml蒸馏水中，搅拌均匀后转入到高压蒸汽灭菌锅内，压强为O. 116MPa，保持温度为121°C灭菌30min，使蛋白胨、葡萄糖和甘油完全溶解于蒸馏水中，并达到消毒的目的；在无菌室内，待消毒后的液体培养基冷却到35V后将液体培养基分装到容量为50mL的两个三角瓶中，每个三角瓶内都装有IOmL液体培养基，将其中一个三角瓶内的培养基倒入密封袋；在无菌室内用10 μ L枪头粘取黑曲霉并将枪头投入到三角瓶和密封袋的液体培养基中，将三角瓶和密封袋封口后置于恒温振荡培养箱中分别恒温培养7天，培养温度为35。。。待菌体培养成熟后，用质量分数为O. I %的柠檬酸和质量分数为2%的柠檬酸钠的混合水溶液洗涤菌体溶液至洗涤液澄清。向洗涤后的黑曲霉菌体溶液中逐渐加入乙醇，最初使乙醇在菌体溶液中的体积分数为30%,过15min后使乙醇的体积分数为50%,再过15min后使乙醇的体积分数为80%;然后将装有菌体溶液的容器敞口放入干燥柜中，温度保持70°C，持续4h，密封袋中得到黑曲霉净水材料的湿重是O. 1748克，三角瓶中得到黑曲霉净水材料的湿重是O. 0971克，比较之前的专利“201210101614. X，去除水中放射性物质的生物净水材料(采用三角瓶法)”，本发明用密封袋制得的生物净水材料的质量比三角瓶法制得的质量增大。用六水合硝酸铀酰(UO2 (NO3) · 6H20)和四水合硝酸钍(Th(N03)4 · 4H20)分别配制如下浓度的溶液，往30ml两种溶液中分别中添加O. 2g上述三角瓶法和密封袋法制备的研碎后干燥的黑曲霉净水材料，在振荡培养箱中保存2天后，取上清液用ICP OES法测试溶液中放射性元素的浓度。表I的实验数据表明经过本发明方法改性过的黑曲霉净水材料对U和Th有很强的吸附能力。两个表格说明三角瓶法和本发明密封袋法培养得到的菌吸附效果都很好，且密封袋法得到的产量较高，所以优势大。
表I. I:三角瓶法黑曲霉净水材料对放射性元素的吸附结果
权利要求
1.一种去除水中放射性物质的生物净水材料，其由如下步骤制备得到 (1)、将3 5克蛋白胨、4 6克葡萄糖、O.5 I. 2克甘油，加入到200毫升蒸馏水中，搅拌均匀后灭菌20 30分钟，使蛋白胨、葡萄糖和甘油完全溶解于蒸馏水中，从而得到消毒过的液体培养基；在无菌条件下，待液体培养基冷却到30 40°C后，将液体培养基分装到密封袋中； (2)、在无菌条件下，用10μ L枪头粘取菌种并将枪头投入到上述密封袋内的液体培养基中，将密封袋内的空气排出封口后恒温振荡培养7天，培养温度为30 38°C ； (3)、配制柠檬酸和柠檬酸钠的混合水溶液作为洗涤液，其中柠檬酸的质量分数为O.05 O. I%，柠檬酸钠的质量分数为O. 5 2% ;洗涤步骤(2)所得的菌体溶液至洗涤液澄清； (4)、向洗涤后的菌体溶液中逐渐加入乙醇，最初使乙醇在菌体溶液中的体积分数为20 30%，过15 20分钟后使乙醇的体积分数为40 50%，再过15 20分钟后使乙醇的体积分数为75 80% ;然后将装有菌体溶液的容器敞口放入干燥柜中，温度保持50 70°C，持续4 5小时，从而得到去除水中放射性物质的生物净水材料。
2.如权利要求I所述的一种去除水中放射性物质的生物净水材料，其特征在于菌种为真菌。
3.如权利要求2所述的一种去除水中放射性物质的生物净水材料，其特征在于菌种为黑曲霉、青霉囷或大毛霉。
4.如权利要求I所述的一种去除水中放射性物质的生物净水材料，其特征在于步骤(I)中所述的将液体培养基分装到密封袋中是先将液体培养基分装到容量为50mL的三角瓶中，三角瓶内液体培养基的体积为IOmL 40mL，然后将三角瓶内的液体培养基倒入密封袋中。
5.如权利要求I所述的一种去除水中放射性物质的生物净水材料，其特征在于步骤(I)中是在121°C、0. 116MPa条件下灭菌。
全文摘要
本发明属于水净化技术领域，具体涉及一种去除水中放射性物质的生物净水材料。其是在无菌条件下，将菌种投入到密封袋内的液体培养基中，将密封袋内的空气排出封口后恒温振荡培养；然后用柠檬酸和柠檬酸钠的混合水溶液作为洗涤液洗涤菌种溶液，最后向洗涤后的菌体溶液中逐渐加入乙醇，再将装有菌体溶液的容器敞口放入干燥柜中干燥，从而得到本发明所述的去除水中放射性物质的生物净水材料。本发明制备的净水材料对低浓度U与Th的去除率均能达到89％以上，本发明具有微生物来源广泛，培养成本低，用于废水处理操作方便、工艺简单的优点，应用前景广泛。
文档编号C12P1/02GK102876722SQ20121033048
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者韩炜, 刘娜, 徐铭泽, 周亮, 付成伟, 丘比克.马克西姆 申请人:吉林大学