專利名稱：去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一系列去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料。
背景技術(shù)：
放射性污染是放射性元素進(jìn)入水體后造成的。放射性污染物主要來源于核動(dòng)力工廠排出的冷卻水，向海洋投棄的放射性廢物，核爆炸降落到水體的散落物，核動(dòng)力船舶事故泄漏的核燃料。水體中的放射性污染物可以附著在生物體表面，也可以進(jìn)入生物體蓄積起來,還可通過食物鏈對人產(chǎn)生內(nèi)照射。從二次世界大戰(zhàn)原子彈的爆炸、冷戰(zhàn)時(shí)期核能的和平利用到高技術(shù)局部戰(zhàn)爭貧鈾彈的使用，核污染已經(jīng)成為當(dāng)今世界非常重要的環(huán)境問題。在核電站的各類放射性廢物中， 高放廢液的危害最大，對其安全處理受到普遍關(guān)注，放射性核素廢水的處理已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。因此，研究開發(fā)出高效、環(huán)保、低成本的核廢液的處理技術(shù)，減輕含放射性廢水對環(huán)境的污染具有重大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境意義。目前去除放射性物質(zhì)的水質(zhì)凈化技術(shù)主要的工藝有混凝法、吸附法、離子交換法和生物處理法。在常規(guī)的處理方法中都存在著不同缺點(diǎn)如混凝沉淀法工藝簡單，成本低， 但沉淀產(chǎn)物不易富集回收，容易造成二次污染；蒸發(fā)濃縮法簡單、有效，去除率高，但成本較高；萃取法效果好，出水鈾的濃度低但處理費(fèi)用高昂，萃取后廢渣量大；反滲透法鈾去除率高但處理費(fèi)用高工業(yè)應(yīng)用困難。傳統(tǒng)生物處理法因其取材廣泛、品種繁多、可選擇性大、成本較低的特性受到廣泛的應(yīng)用，但生物處理法的吸附效率不高，在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)改性可顯著提高它的吸附除污能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料，其是由如下方法制備I、將3 5克蛋白胨、4 6克葡萄糖加入到200毫升蒸餾水中，攪拌均勻后轉(zhuǎn)入到高壓蒸汽滅菌鍋中保持溫度為121°C，滅菌20 30分鐘，使蛋白胨與葡萄糖完全溶解于蒸餾水中，從而得到消毒過的液體培養(yǎng)基；在無菌室內(nèi)，待上述液體培養(yǎng)基冷卻到70 80°C 時(shí)，往其中添加O. 5 I. 2克甘油，隨后將液體培養(yǎng)基分裝到容量為50ml的三角瓶中，三角瓶內(nèi)裝有35 45ml液體培養(yǎng)基；2、在無菌室內(nèi)用10μ I槍頭粘取菌種并將槍頭投入到上述三角瓶內(nèi)的液體培養(yǎng)基中，將三角瓶封口后置于恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3 4天，培養(yǎng)溫度為30 38°C，培養(yǎng)箱轉(zhuǎn)速為100 200rpm ；3、配制檸檬酸和檸檬酸鈉的混合水溶液作為洗滌液，其中檸檬酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 O. 05 O. I%，檸檬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 5 2% ;洗滌步驟(2)所得的菌體溶液至洗滌液澄清；
4、向洗滌后的菌體溶液中逐漸加入乙醇，最初使乙醇在菌體溶液中的體積分?jǐn)?shù)為 20 30%，過15 20分鐘后使乙醇的體積分?jǐn)?shù)為40 50%，再過15 20分鐘后使乙醇的體積分?jǐn)?shù)為75 80% ;然后將裝有菌體溶液的容器敞口放入干燥柜中，溫度保持50 70°C，持續(xù)4 5小時(shí)，從而得到本發(fā)明所述的去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料。上述步驟中涉及菌種為真菌，具體可以為黑曲霉、青霉菌、大毛霉、煙曲霉等。本發(fā)明是通過改性提高微生物表面活性，從而顯著提高其吸附除污的能力。經(jīng)試驗(yàn)，真菌對低濃度U與Th的去除率均能達(dá)到89%以上。本發(fā)明具有微生物來源廣泛，培養(yǎng)成本低，用于廢水處理操作方便、工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣泛。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :將3g蛋白胨、4g葡萄糖加入到200ml蒸餾水中，攪拌均勻后轉(zhuǎn)入到高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)保持溫度為121°C滅菌20min，使蛋白胨與葡萄糖完全溶解于蒸餾水中，并達(dá)到消毒的目的；在無菌室內(nèi)，待消毒后的液體培養(yǎng)基冷卻到80°C時(shí)，往其中添加Ig甘油，隨后將液體培養(yǎng)基分裝到容量為50ml的三角瓶中，三角瓶內(nèi)裝有35ml液體培養(yǎng)基。在無菌室內(nèi)用10μ I槍頭粘取黑曲霉并將槍頭投入到上述液體培養(yǎng)基中，將三角瓶封口后置于恒溫振蕩培養(yǎng)箱培養(yǎng)，培養(yǎng)周期為3天,培養(yǎng)溫度為35°C,培養(yǎng)箱轉(zhuǎn)速為 150rpmo待菌體培養(yǎng)成熟后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. I %的檸檬酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的檸檬酸鈉的混合水溶液洗滌菌體溶液至洗滌液澄清。向洗滌后的黑曲霉菌體溶液中逐漸加入乙醇，最初使乙醇在溶液中的體積分?jǐn)?shù)為 30%,過15min后使乙醇的體積分?jǐn)?shù)為50%,再過15min后使乙醇的體積分?jǐn)?shù)為80%;然后將裝有菌體溶液的容器敞口放入干燥柜中，溫度保持70°C，持續(xù)4h，即得到黑曲霉凈水材料O. 2克。用六水合硝酸鈾酰(UO2 (NO3) · 6H20)和四水合硝酸釷(Th (N03) 4 · 4H20)分別配制如下濃度的溶液，往30ml兩種溶液中分別中添加O. 2g前面步驟制備的研碎后的干燥的黑曲霉凈水材料，在振蕩培養(yǎng)箱保存2天后取上清液測試溶液中放射性元素的濃度，表I的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明經(jīng)過改性過的黑曲霉凈水材料對U和Th有很強(qiáng)的吸附能力。表I :黑曲霉凈水材料對放射性元素的吸附結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料，其是由如下方法制備1)將3 5克蛋白胨、4 6克葡萄糖加入到200毫升蒸餾水中，攪拌均勻后轉(zhuǎn)入到高壓蒸汽滅菌鍋中保持溫度為121°C，滅菌20 30分鐘，使蛋白胨與葡萄糖完全溶解于蒸餾水中，從而得到消毒過的液體培養(yǎng)基；在無菌室內(nèi)，待上述液體培養(yǎng)基冷卻到70 80°C時(shí)， 往其中添加O. 5 I. 2克甘油，隨后將液體培養(yǎng)基分裝到容量為50ml的三角瓶中，三角瓶內(nèi)裝有35 45ml液體培養(yǎng)基；2)在無菌室內(nèi)用10μ I槍頭粘取菌種并將槍頭投入到上述三角瓶內(nèi)的液體培養(yǎng)基中， 將三角瓶封口后置于恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3 4天，培養(yǎng)溫度為30 38°C，培養(yǎng)箱轉(zhuǎn)速為 100 200rpm ；3)配制檸檬酸和檸檬酸鈉的混合水溶液作為洗滌液，其中檸檬酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O.05 O. I %，檸檬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 5 2% ;洗滌步驟2)所得的菌體溶液至洗滌液澄清；4)向洗滌后的菌體溶液中逐漸加入乙醇，最初使乙醇在菌體溶液中的體積分?jǐn)?shù)為 20 30%，過15 20分鐘后使乙醇的體積分?jǐn)?shù)為40 50%，再過15 20分鐘后使乙醇的體積分?jǐn)?shù)為75 80% ;然后將裝有菌體溶液的容器敞口放入干燥柜中，溫度保持50 70°C，持續(xù)4 5小時(shí)，從而得到本發(fā)明所述的去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料。
2.如權(quán)利要求I所述的一種去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料，其特征在于菌種為黑曲霉、青霉囷、大毛霉或煙曲霉。
全文摘要
本發(fā)明屬于水凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一系列去除水中放射性物質(zhì)的生物凈水材料。本發(fā)明是通過改性提高微生物表面活性，從而顯著提高其吸附除污的能力。生物凈水材料的主要成分為通過液體培養(yǎng)基培養(yǎng)的黑曲霉、青霉菌、大毛霉等真菌。經(jīng)試驗(yàn)，三種真菌對低濃度U與Th的去除率均能達(dá)到89％以上。微生物來源廣泛，培養(yǎng)成本低，用于廢水處理操作方便、工藝簡單，應(yīng)用前景廣泛。
文檔編號C02F3/34GK102603084SQ20121010161
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者丘比克·馬克西姆, 付成偉, 劉娜, 周亮, 徐銘澤, 陳海峰, 韓煒 申請人:吉林大學(xué)