[发明专利]去除水中放射性物质的生物净水材料

说明书

技术领域

本发明属于水净化技术领域，具体涉及一系列去除水中放射性物质的生物净水材料。

技术背景

放射性污染是放射性元素进入水体后造成的。放射性污染物主要来源于核动力工厂排出的冷却水，向海洋投弃的放射性废物，核爆炸降落到水体的散落物，核动力船舶事故泄漏的核燃料。水体中的放射性污染物可以附着在生物体表面，也可以进入生物体蓄积起来，还可通过食物链对人产生内照射。

从二次世界大战原子弹的爆炸、冷战时期核能的和平利用到高技术局部战争贫铀弹的使用，核污染已经成为当今世界非常重要的环境问题。在核电站的各类放射性废物中，高放废液的危害最大，对其安全处理受到普遍关注，放射性核素废水的处理已经成为研究热点。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，其是由如下方法制备：

1、将3～5克蛋白胨、4～6克葡萄糖加入到200毫升蒸馏水中，搅拌均匀后转入到高压蒸汽灭菌锅中保持温度为121℃，灭菌20～30分钟，使蛋白胨与葡萄糖完全溶解于蒸馏水中，从而得到消毒过的液体培养基；在无菌室内，待上述液体培养基冷却到70～80℃时，往其中添加0.5～1.2克甘油，随后将液体培养基分装到容量为50ml的三角瓶中，三角瓶内装有35～45ml液体培养基；

2、在无菌室内用10μl枪头粘取菌种并将枪头投入到上述三角瓶内的液体培养基中，将三角瓶封口后置于恒温振荡培养箱中培养3～4天，培养温度为30～38℃，培养箱转速为100～200rpm；

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0.05～0.1％，柠檬酸钠质量分数为0.5～2％；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℃，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、烟曲霉等。本发明是通过改性提高微生物表面活性，从而显著提高其吸附除污的能力。经试验，真菌对低浓度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。

具体实施方式

实施例1：

将3g蛋白胨、4g葡萄糖加入到200ml蒸馏水中，搅拌均匀后转入到高压蒸汽灭菌锅内保持温度为121℃灭菌20min，使蛋白胨与葡萄糖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80℃时，往其中添加1g甘油，随后将液体培养基分装到容量为50ml的三角瓶中，三角瓶内装有35ml液体培养基。

在无菌室内用10μl枪头粘取黑曲霉并将枪头投入到上述液体培养基中，将三角瓶封口后置于恒温振荡培养箱培养，培养周期为3天，培养温度为35℃，培养箱转速为150rpm。

待菌体培养成熟后，用质量分数为0.1％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℃，持续4h，即得到黑曲霉净水材料0.2克。