本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑的制備方法及應(yīng)用，將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨與NaOH溶液進(jìn)行混合使其反應(yīng)后，加入糖蛋白類微生物絮凝劑混合，室溫下攪拌0.5～2h，然后在60～90℃反應(yīng)1～3h后，提純后得到陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑，該絮凝劑用于去除廢水中高嶺土的應(yīng)用。本發(fā)明專利技術(shù)制備的陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑，能夠有效地使荷負(fù)電的微生物絮凝劑陽離子化，從而省去微生物絮凝劑使用過程中的助凝劑。在使用過程中不需要添加其他助凝劑，能夠去除高嶺土模擬廢水中的懸濁物，從而簡化絮凝劑的添加過程。本發(fā)明專利技術(shù)的方法最終達(dá)到簡化絮凝劑添加工藝，降低沉降污泥中無機(jī)助凝劑物質(zhì)的含量，降低沉降污泥對環(huán)境的二次污染。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑的制備方法及應(yīng)用
本專利技術(shù)屬于水處理領(lǐng)域，涉及微生物絮凝劑，具體涉及一種陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑的制備方法及應(yīng)用。
技術(shù)介紹
微生物絮凝劑是80年代后期研究開發(fā)的一類絮凝劑，是一類由微生物產(chǎn)生的具有絮凝劑活性的代謝產(chǎn)物，主要有糖蛋白、多糖、蛋白質(zhì)、纖維素和DNA以及有絮凝劑活性的菌體等。因其高效、無毒、無二次污染以及用途廣泛等優(yōu)勢而被廣泛研究。然而，目前所產(chǎn)微生物絮凝劑均荷負(fù)電，Zeta電位約在-50mV到-80mV之間。通常情況下，使用時需Ca2+、Mg2+等陽離子或聚合氯化鋁等作助凝劑，以提高其活性。水中高嶺土為2.5-5g/L時，需投加高達(dá)4mmol/LCa2+或Mg2+，方能達(dá)到理想效果，這不僅使沉降污泥和處理后水樣中殘留較高Ca2+、Mg2+或Al3+，且應(yīng)用時須分別投加，從而致使絮凝劑投加操作繁瑣并增加水處理成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本專利技術(shù)提供一種陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑的制備方法，提高糖蛋白類微生物絮凝劑的活性，解決現(xiàn)有技術(shù)中糖蛋白類微生物絮凝劑使用時需要助凝劑導(dǎo)致助凝劑對環(huán)境產(chǎn)生二次污染的問題。本專利技術(shù)的另一目的在于提供一種采用如上方法改性的糖蛋白類微生物絮凝劑的應(yīng)用，解決現(xiàn)有的微生物絮凝劑水處理過程會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本申請采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑的制備方法，該方法包括以下步驟：將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CTA)與NaOH溶液進(jìn)行混合使其反應(yīng)后，加入糖蛋白類微生物絮凝劑混合，室溫下攪拌0.5～2h，然后在60～90℃反應(yīng)1～3h后，提純后得到陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑。本專利技術(shù)還具有如下區(qū)別技術(shù)特征：具體的，所述的提純過程為：對反應(yīng)完成后的混合物加水至完全溶解，然后加入乙醇，析出沉淀，過濾，保留沉淀，沉淀干燥后得到陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑。具體的，所述的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CTA)與NaOH的摩爾比為1:(0.8～1.6)，NaOH溶液的濃度為(0.5～1)mol/L。具體的，所述的糖蛋白類微生物絮凝劑每10g對應(yīng)的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨為0.005～0.02mol。具體的，所述的糖蛋白類微生物絮凝劑為NY1菌所產(chǎn)的糖蛋白類微生物絮凝劑純品。優(yōu)選的，所述的糖蛋白類微生物絮凝劑的制備過程包括以下步驟：步驟1.1，制備種子液：從克雷伯氏菌NY1菌株保存斜面上挑取一環(huán)菌接入牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，得到OD600nm為1.82±0.08的克雷伯氏菌NY1種子液；步驟1.2，克雷伯氏菌NY1發(fā)酵產(chǎn)絮凝劑：將100mL發(fā)酵培養(yǎng)基于121℃滅菌30min。在無菌環(huán)境下，吸取2mL克雷伯氏菌NY1種子液加入發(fā)酵培養(yǎng)基中。在30℃，160r/min條件下，恒溫振蕩培養(yǎng)72h，得糖蛋白類微生物絮凝劑的粗品；步驟1.3，糖蛋白類微生物絮凝劑的粗品的純化方法：取72h后發(fā)酵液，于10000r/min，4℃條件下離心15min去菌，在上清液中加入穩(wěn)定劑，每100mL上清液中對應(yīng)加入0.5g～2g的穩(wěn)定劑，攪拌均勻后無水乙醇混合，析出沉淀，傾去上清液，再于10000r/min，4℃條件下離心1min，將所得固體沉淀用少量無水乙醇反復(fù)洗三次，于45℃烘干，得到糖蛋白類微生物絮凝劑的純品。優(yōu)選的，所述的穩(wěn)定劑為氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉或硫酸鉀。更進(jìn)一步地，采用上述陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑的制備方法制備的陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑用于去除廢水中高嶺土的應(yīng)用。具體的，所述的應(yīng)用中，每1.6mg陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑對應(yīng)加至50mL含有2g/L的高嶺土的廢水懸濁液中。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益的技術(shù)效果是：本專利技術(shù)制備的陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑，能夠有效地使荷負(fù)電的微生物絮凝劑陽離子化，從而省去微生物絮凝劑使用過程中的助凝劑。在使用過程中不需要添加其他助凝劑，能夠去除高嶺土模擬廢水中的懸濁物，從而簡化絮凝劑的添加過程。本專利技術(shù)的方法最終達(dá)到簡化絮凝劑添加工藝，降低沉降污泥中無機(jī)助凝劑物質(zhì)的含量，降低沉降污泥對環(huán)境的二次污染。以下結(jié)合實(shí)施例對本專利技術(shù)的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。具體實(shí)施方式遵從上述技術(shù)方案，以下給出本專利技術(shù)的具體實(shí)施例，需要說明的是本專利技術(shù)并不局限于以下具體實(shí)施例，凡在本申請技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。下面結(jié)合實(shí)施例對本專利技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要說明的是：本申請的克雷伯氏菌NY1為已有的菌種，參見文獻(xiàn)：M.Nie,X.Yin,J.Jia,Y.Wang,S.Liu,Q.Shen,P.LiandZ.Wang.ProductionofanovelbioflocculantMNXY1byKlebsiellapneumoniaestrainNY1andapplicationinprecipitationofcyanobacteriaandmunicipalwastewatertreatment.JournalofAppliedMicrobiology,2011,111,547–558。實(shí)施例1：本實(shí)施例給出一種陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑的制備方法，該方法包括以下步驟：步驟一，制備糖蛋白類微生物絮凝劑：步驟1.1，制備種子液：從克雷伯氏菌NY1菌株保存斜面上挑取一環(huán)菌接入牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，得到OD600nm為1.82±0.08的克雷伯氏菌NY1種子液；步驟1.2，克雷伯氏菌NY1發(fā)酵產(chǎn)絮凝劑：將100mL發(fā)酵培養(yǎng)基于121℃滅菌30min。在無菌環(huán)境下，吸取2mL克雷伯氏菌NY1種子液加入發(fā)酵培養(yǎng)基中。在30℃，160r/min條件下，恒溫振蕩培養(yǎng)72h，得糖蛋白類微生物絮凝劑的粗品；步驟1.3，糖蛋白類微生物絮凝劑的粗品的純化方法：取72h后發(fā)酵液，于10000r/min，4℃條件下離心15min去菌，在上清液中加入穩(wěn)定劑氯化鈉，每100mL上清液中對應(yīng)加入0.5g～2g的穩(wěn)定劑，攪拌均勻后無水乙醇混合，析出沉淀，傾去上清液，再于10000r/min，4℃條件下離心1min，將所得固體沉淀用少量無水乙醇反復(fù)洗三次，于45℃烘干，得到糖蛋白類微生物絮凝劑的純品。步驟二，糖蛋白類微生物絮凝劑的陽離子化改性：將0.015mol的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CTA)與濃度為1mol/L的NaOH溶液按摩爾比1：1進(jìn)行混合，使其反應(yīng)10min后，加入10gNY1菌所產(chǎn)絮凝劑純品。將該混合物于室溫下攪拌0.5h，放入恒溫箱中使其于60℃反應(yīng)1小時，得到陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑的混合物。步驟三，陽離子化糖蛋白類微生物絮凝劑的提純：將上述步驟二所得的混合物完全溶解于10mL水中，然后加入30mL的無水乙醇使其析出沉淀，過濾，對沉淀反復(fù)洗滌三次、棄去上清液，保留沉淀，于10000r/min，4℃條件下離心1min后干燥，得到純化后的陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑，測定Zeta電位。應(yīng)用實(shí)施例1：本應(yīng)用實(shí)施例給出一種去除廢水中高嶺土的方法，該方法采用實(shí)施例1中的制備方法制備的純化后的陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑。將0.4mL純化后的陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑(4g/L)加至50mL濃度為2g本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：將3?氯?2?羥丙基三甲基氯化銨(CTA)與NaOH溶液進(jìn)行混合使其反應(yīng)后，加入糖蛋白類微生物絮凝劑混合，室溫下攪拌0.5～2h，然后在60～90℃反應(yīng)1～3h后，提純后得到陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：將3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CTA)與NaOH溶液進(jìn)行混合使其反應(yīng)后，加入糖蛋白類微生物絮凝劑混合，室溫下攪拌0.5～2h，然后在60～90℃反應(yīng)1～3h后，提純后得到陽離子修飾糖蛋白類微生物絮凝劑；所述的糖蛋白類微生物絮凝劑為NY1菌所產(chǎn)的糖蛋白類微生物絮凝劑純品；所述的糖蛋白類微生物絮凝劑的制備過程包括以下步驟：步驟1.1，制備種子液：從克雷伯氏菌NY1菌株保存斜面上挑取一環(huán)菌接入牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，得到OD600nm為1.82±0.08的克雷伯氏菌NY1種子液；步驟1.2，克雷伯氏菌NY1發(fā)酵產(chǎn)絮凝劑：將100mL發(fā)酵培養(yǎng)基于121℃滅菌30min；在無菌環(huán)境下，吸取2mL克雷伯氏菌NY1種子液加入發(fā)酵培養(yǎng)基中，在30℃，160r/min條件下，恒溫振蕩培養(yǎng)72h，得糖蛋白類微生物絮凝劑的粗品；步驟1.3，糖蛋白類微生物絮凝劑的粗品的純化方法：取72h后發(fā)酵液，于10000r/min，4℃條件下離心15min去菌，在上清液中加入穩(wěn)定劑，每100mL上清液中對應(yīng)加入0.5g～2g的穩(wěn)定劑，攪拌均勻后無...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：聶麥茜，聶紅云，
申請(專利權(quán))人：西安建筑科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61
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