基本信息
- 项目名称：
- 嗜重金属SAD菌剂及干粉制备与应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 为解决铅镉重金属的低能排放问题，在专利菌的基础上将嗜铅、嗜镉菌群分离纯化得铅、镉两系列的单菌株,将其中相同单菌株扩大培养，混合制成SAD菌种。为得到更多SAD菌剂，探索了影响菌剂扩增的菌量、培养时间及培养基体积的关系，在最佳条件下制备了SAD菌剂及干粉。通过其对铅镉离子的吸附性能及条件研究，证明其适于铅镉离子共存的污水处理。SAD菌剂对铅、镉离子超标10-1000倍的吸附量达30-70mg/g。
- 详细介绍：
- 由于污水中有害金属的去除问题成为影响环境污染的首要问题,为制备一种新型的可操作简单的除金属离子菌制剂,将实验室提供的嗜铅菌群、嗜镉菌群重新分别活化扩大培养、分离纯化得到系列单菌株，将两系列单菌株中相同的单菌混合，再扩大培养，制备SAD活菌，其可同时嗜Pb2+和Cd2+。讨论了活菌量、培养时间以及培养基体积对菌种扩大培养的影响、干粉中嗜重金属菌细胞数与湿菌中细胞数之间的相互关系、SAD活菌剂及干粉对相应金属离子吸附性能的影响。结果表明：获菌体数量与接种量、培养基体积成正比。在镉离子浓度超标100倍及铅离子浓度超标10倍的情况下吸附率分别可达85.3%、96.50%。SAD活菌剂制备操作简单，可以长期保存。SAD活菌剂，耦合于生物膜法处理含铅、镉废水，可使低浓度含Pb2+、、Cd2+废水一次达标，对铅、镉具有较高的耐受性和吸附性。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 工业排放的重金属废水所造成的污染日益严重，形势严峻，为解决铅、镉等重金属的低能排放问题，在实验室专利菌的基础之上，以实验室提供的嗜铅菌、嗜镉菌为研究对象，制备可同时嗜铅、嗜镉的嗜重金属SAD菌剂及干粉。该SAD菌剂及干粉，具有对铅、镉的较高耐受性和吸附性。技术关键：将嗜铅菌群和嗜镉菌群分别分离纯化，得到铅、镉两个系列的单菌株,将铅组和镉组的相同单菌株分别扩大培养并等量混合后，进一步用等量铅、镉离子训化，制备成SAD菌剂。基本思路：为解决菌剂实际应用的运输及使用方便，探索SAD菌种量、培养时间以及培养基体积等因素对菌剂扩大培养的影响，讨论了菌剂与干粉中嗜重金属菌细胞数之间的相互关系，研究了嗜铅、嗜镉SAD菌剂及干粉对金属离子铅和镉的吸附性能及条件的影响。证明SAD菌剂及干粉适于铅、镉共存的污水处理。产品的创新性：得到可同时吸附铅、镉的SAD菌剂。该菌剂便于携带，方便污水厂实际处理铅镉离子共存的废水。使之运输方便，操作简单，而且对金属离子铅和镉的耐受性、吸附性强，去除效果好。技术指标：SAD干菌的细胞数≥200亿 CFU/g, 有效期为：3年；离心湿菌的细胞数≥100亿CFU/ml，有效期为： 18个月。对Pb+2、Cd+2两种重金属的吸附量均达：30-70mg/g；离子超标10-1000倍经处理后可达到排放标准。
科学性、先进性
- 克服了化学沉淀法、硫化法、铁氧体法操作复杂，能耗高，且易带来二次污染的缺点；SAD菌剂解决了微生物耐受性差吸附性低的问题，其操作流程简单,能耗及原料成本低,仅需定期投加菌制剂即可。本实验证明：SAD菌剂可耦合于生物膜法处理污水，可同时处理含Pb+2、Cd+2存在的浓度超标10-30倍的重金属废水，使之排放一次性达到国际先进标准，不存在二次污染。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 与企业联合制备并出售SAD制剂
作品可展示的形式
- 样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 将菌制剂SAD组合配方后激活即可使用，其耦合于生物膜处理重金属废水中，不增加设备的投资，可制成长期保存的干菌及浓缩菌并方便携带运输，为污水处理厂带来方便和经济效益。大连的有色金属企业为29家，以株州有色金属冶炼厂规模和效益的0.2计，可实现经济效益669.78万元，可见经济效益是相当可观的。该技术应用于涉铅镉离子企业的污水处理，占地小、投资少、消耗少，经济效益高，市场广阔。
同类课题研究水平概述
- 目前，重金属废水的处理方法主要有生物氧化法、吸附法、催化氧化法等，单纯的生物氧化法操作流程复杂，COD值偏高，不能完全达到排放标准。吸附法虽能较好地除去COD，但存在吸附剂的再生和二次污染的问题。催化氧化法虽能降解难以生物降解的有机物，但实际的工业应用中存在运行费用高等问题。本产品耦合于生物膜处理污水体系，可实现金属离子去除的同时COD降低幅度很大。由于重金属不能分解破坏，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态。例如，经化学沉淀处理后，废水中的重金属从溶解的离子形态转变成难溶性化台物而沉淀下来，从水中转移到污泥中；经离子交换处理后，废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。尤其现在的工业污水中的污染物是多种多样的，往往用一种工艺是不能将污水中所有的污染物去除殆尽的。将工业污水处理到排放标准的难度很大，而且运行成本较高；工业污水含较多的难降解有机物，可生化性差，而且工业污水的污水水量水质变化大，故直接用生化方法处理工业污水效果不是很理想。生物吸附作为一种重要的净化手段，可将废水中的金属离子吸附到廉价的生物介质即微生物上。依据国家提出的节能减排、循环经济为指导思想，提出一个可持续操作、能耗低、效率高、经济效益好的重金属污水生物处理新技术即SAD制剂，在重金属废水的处理方面有着广阔的应用前景。本产品以菌制剂SAD为核心的新型重金属生物处理技术实现了技术上的创新,能直接应用于污水处理系统。SAD制剂与传统处理工艺相比具有流程简单、操作管理方便、经济效益高、成本低和能耗低的特点。将其耦合于行业污水处理中，并不增加能量与设备的投资，解决了实用性和低能耗的重要问题，具有广阔的推广应用价值。菌制剂SAD为新型产品，为不同类型、不同功能菌的组合。在产品的研制过程中应用重金属单一和竞争吸附机理、微生物种内和种间的竞争生长原理和生物膜的原理，适用范围广，可耐受重金属离子高，去除率高。产品使用灵活，可根据需要处理废水的特征不同研制不同功能的菌制剂SAD，可长期保存，活化时间短，适用方便。可直接处理重金属浓度超标3-30倍的工业及生活废水，使之排放一次性达到GB8978-1996《污水综合排放标准》和GB4913-1985《重有色金属工业污染物排放标准》的要求。对高浓度重金属离子可分别达标，具有极大的社会效益和经济效益。
