絮凝糞產鹼桿菌固定小球的製備與應用的製作方法

2023-06-23 14:27:11

專利名稱：絮凝糞產鹼桿菌固定小球的製備與應用的製作方法
技術領域：
本發明屬微生物絮凝領域，特別是涉及一種以海藻酸鈉和聚丙煒醯胺的複合作為固定 化載體，製備得絮凝糞產鹼桿菌固定小球及其應用。
背景技術：
絮凝劑廣泛應用與於汙水處理、食品生產及生物發酵等工業領域，但目前廣泛使用的 無機和有機高分子絮凝劑的殘留物通常會引起環境汙染問題，甚至對人類具有致癌、致畸 等毒性作用，己被許多國家禁止或限量使用，因而需要開發高效、安全無毒、不汙染環境 的新型絮凝劑。
生物絮凝劑主要是由微生物在特定培養條件下所分泌產生的具有絮凝活性的高分子 生物聚合物，具有安全無毒、對環境友好等優點。目前，美國、英國、日本等國家對生物 絮凝劑進行了研究，篩選出多種絮凝劑產生菌，並在絮凝條件、機理、產絮凝劑的基因控 制、絮凝劑的純化、性質及應用方面進行了系列工作。
但現在所有的微生物絮凝菌都是直接放入發酵培養基進行培養，這樣在實際應用中， 培養基中的菌株較為分散，生物量較少。從而影響了培養基中絮凝菌的含量及發酵液的絮 凝效果。因而，需要克服發酵液中絮凝菌含量少的問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種絮凝糞產鹼桿菌固定小球的製備與應用，通過用糞產鹼杆
菌u/^/g^^y^^fc)製備溼菌體、以海藻酸鈉和聚丙烯醯胺為複合載體、以活性碳為 吸附劑，製備了絮凝糞產鹼桿菌固定化小球，該固定小球可用於廢水處理。
本發明的絮凝糞產鹼桿菌固定小球的製備方法，包括歩驟
(1) 溼菌體的製備
從上海松江汙水處理廠的活性汙泥中篩選得到的糞產鹼桿菌"/ca/ZgewM/wc^fo)接 種於發酵培養基中，20 3(TC培養18 30h後得到對數生長期的菌體，2500~3500r/min離 心20 40min，棄上清液，將菌體用生理鹽水洗滌，離心，收集溼菌體；
(2) 複合載體的製備
稱取(X15 0.3g海藻酸鈉和0.25~0.5g聚丙烯醯胺(PAM)加入10ml去離子水中，於 8(TC水浴攪拌至完全溶解，製得1.5 3 g/100ml海藻酸鈉和2.5 5g/100ml聚丙烯醯胺的混 合水溶液，冷卻到40。C左右，作為複合載體；
(3)絮凝糞產鹼桿菌固定化小球的製備
將重量比為1:1 1:3的步驟(1)製備的溼菌體和步驟(2)製備的複合載體溶液，以 0.3g 0.6g活性碳/10ml複合載體吸附溼菌體15 45分鐘後，將活性碳、菌液與複合載體 混合均勻，用注射器注射到含有0.003g/ml 0.01g/mlN,N，-亞甲基雙丙稀醯胺(BIS)的2 4g/100ml CaCl2溶液中成球，20 30°C固化交聯20-28小時，再分別用生理鹽水和蒸餾水 各衝洗一次，然後在0.02 0.06mol/L的己二胺中浸泡0.5~1.5 h，再用0.1 0.3mol/L的戊 二醛浸泡5 20min，得絮凝糞產鹼桿菌固定化小球。
所述絮凝糞產鹼桿菌固定化小球的粒徑範圍是1.5 3mm。
本發明中，海藻酸鈉和聚丙烯醯胺作為包埋材料，以活性碳作為吸附劑，以N,N，-亞 甲基雙丙稀醯胺的CaCl2溶液作為交聯劑，己二胺和戊二醛作為表面處理劑來製備絮凝糞 產鹼桿菌。
本發明的絮凝糞產鹼桿菌固定小球可用於廢水處理，處理條件是固定小球在25'C，轉 速150r/min，培養48小時後投入到廢水中。
有益效果
複合載體的固定化小球，與海藻酸鈉小球相比強度略有下降，彈性較差，通透性增強。 加入活性碳後，其機械性能改善，強度和穩定性有所提高。經過化學處理後，機械性能也 大為提高，與處理後的海藻酸鈉小球相差無幾。複合載體中添加了PAM，粘度有所提高。
在批次培養實驗中，化學處理後的固定化菌種在第12批次培養中絮凝率才大幅度下 降。比海藻酸鈉固定化菌種又略好一些，更加節約了生產時間。
經過脫水處理後，複合載體小球體積大量縮小，並且整體形態變形嚴重，表面和內部 都出現皸裂的痕跡。在其內部結構中可以清晰的看到PAM的微粒，其分布均勻，並且粘 滿了絮凝菌。
應用固定化技術，提高了菌株的生物量，從而提高發酵液的絮凝性能，糞產鹼桿菌 經固定化後，最高絮凝率可達到94.23%,可用於廢水處理。


圖l是含糞產鹼桿菌的複合載體固定化小球的表面在50倍下的電鏡照片；
圖2是含糞產鹼桿菌的複合載體固定化小球的表面在5000倍下的電鏡照片。
具體實施例方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明 而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術 人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限
定的範圍。
實施例1分離菌株
從上海松江汙水處理廠採集活性汙泥，進行樣品預處理，富集培養再平板分離純化得 到四株細菌，通過初篩及復篩得到一株微生物絮凝劑產生菌。通過16SrDNA序列測定和 分析比較，該菌株與糞產鹼桿菌/aecafo)的同源率達100%,確定該菌株為 糞產減桿菌(v4/ca/z'gewe5^ec"fo)。
糞產鹼桿菌(v4/ca/z'ge"^/aecafc) 16SrDNA序列，如下formula see original document page 5
實施例2絮凝糞產鹼桿菌固定小球的製備 挑取絮凝菌落，接種於通用發酵培養基中，20 3(TC培養24h後得到對數生長期的菌 體，3000r/min離心30min，棄去上清液，將菌體用生理鹽水洗滌三次，再次離心，收集溼 菌體。
稱取0.2g海藻酸鈉和0.3g聚丙烯醯胺(PAM)加入10ml去離子水中，於8(TC水浴攪 拌至完全溶解。製得2%海藻酸鈉和3%聚丙烯醯胺(PAM)的水溶液，冷卻到40。C左右， 作為複合載體。
稱取重量比為1:1的上述溼菌體和複合載體溶液，以活性碳(0.4g/10ml載體)作為吸 附劑，吸附溼菌體30分鐘後，將活性碳，菌液與複合載體混合均勻，用注射器注射到含 有0.006g/ml N，N'-亞甲基雙丙稀醯胺(BIS)的4%CaCl2溶液(25g/L)溶液中成球，25。C固 化交聯24小時。再分別用生理鹽水和蒸餾水各衝洗一次，然後在0.06mol/L的己二胺中浸 泡lh，再用0.3mol/L的戊二醛浸泡10min，得絮凝糞產鹼桿菌固定小球。
實施例3 高嶺土懸浮液的絮凝處理
絮凝糞產鹼桿菌固定小球(實施例2製備)的最佳絮凝條件為高嶺土的最初pH值 為9.0，沉降時間為15min，最佳助凝劑投加量為4ml/(100ml 5%的高嶺土懸浮液)，絮凝菌 液投加量為lml/(100ml5。/。的高嶺土懸浮液)。
經以上處理複合載體固定化效果好，只需要很少的添加量就能夠完成絮凝，最高絮凝 率可達到94.23%,並且絮凝速度快，絮花大。
實施例4 處理印染廢水 絮凝糞產鹼桿菌固定小球(實施例2製備)在25'C、轉速150r/min的搖床中培養48 小時後投加到印染廢水中，原印染廢水水樣的COD (化學需氧量)為1120mg/L，處理1 個小時後，印染水樣的COD為349mg/L，去除率為68.8%。
權利要求
1. 一種絮凝糞產鹼桿菌固定小球的製備方法，包括步驟(1)溼菌體的製備糞產鹼桿菌Alcaligenes faecalis接種於通用發酵培養基中，20～30℃培養18～30h後得到對數生長期的菌體，2500～3500r/min離心20～40min，棄上清液，將菌體用生理鹽水洗滌，離心，收集溼菌體；(2)複合載體的製備配製1. 5～3g/100ml海藻酸鈉和2.5～5g/100ml聚丙烯醯胺的混合水溶液，作為複合載體；(3)絮凝糞產鹼桿菌固定化小球的製備將重量比為1:1～1:3的步驟(1)製備的溼菌體和步驟(2)製備的複合載體溶液，加入活性碳吸附溼菌體15～45分鐘後，將活性碳、菌液與複合載體混合均勻，用注射器注射到含有0.003～0.01g/ml N，N』-亞甲基雙丙稀醯胺的2～4g/100ml CaCl2溶液中成球，20～30℃固化交聯20～28小時，生理鹽水和水衝洗後，在0.02～0.06mol/L的己二胺中浸泡0.5～1.5h，再用0.1～0.3mol/L的戊二醛浸泡5～20min，得絮凝糞產鹼桿菌固定化小球。
2. 根據權利要求1所述的絮凝糞產鹼桿菌固定小球的製備方法，其特徵在於所述糞產 鹼桿菌Alcaligenes faecalis是從上海松江汙水處理廠的活性汙泥中篩選得到。
3. 根據權利要求1所述的絮凝糞產鹼桿菌固定小球的製備方法，其特徵在於所述步驟 (3)中的活性碳用量是0.3g 0.6g活性碳/10ml複合載體。
全文摘要
本發明涉及一種絮凝糞產鹼桿菌固定小球的製備與應用，製備糞產鹼桿菌接種於發酵培養基中，培養18～30h後得到對數生長期的菌體，離心，棄上清液，將菌體用生理鹽水洗滌，離心，收集溼菌體；配製海藻酸鈉和聚丙烯醯胺的混合水溶液，作為複合載體；將溼菌體和複合載體溶液，加入活性碳吸附後，混勻，用注射器注射到含有N，N』-亞甲基雙丙稀醯胺的CaCl2溶液中成球，固化交聯，生理鹽水和水衝洗後，將其依次浸泡在己二胺和戊二醛後，得絮凝糞產鹼桿菌固定化小球。本發明的絮凝糞產鹼桿菌固定小球可用於廢水處理。
文檔編號C02F3/34GK101392245SQ20081004104
公開日2009年3月25日 申請日期2008年7月25日 優先權日2008年7月25日
發明者詹小菁, 軍 趙, 趙曉祥 申請人:東華大學