一种微生物絮凝剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微生物絮凝剂的制备方法，属于微生物技术领域。本发明专利技术以水玻璃为原料，加入硫酸进行聚合，具有较强的吸附架桥和网捕作用，对絮体孔隙进行填充，使得结构更密实；以红平红球菌、克雷伯氏菌两种具有絮凝效果的活性菌为原料，添加磷酸二氢钾等辅助营养物质，通过吸附架桥进行沉淀，对污泥减量化有辅助作用；黑曲霉、木耳菌经载体培养基的培养获得菌丝，菌丝缠绕形成球体，一方面可以负载絮凝剂活性物质，提高絮凝剂活性，增加絮凝量，另一方面具有较大的比表面积，增加菌丝球吸附有毒有害物质的能力，提高吸附量。本发明专利技术解决了针对目前微生物絮凝剂的产量低、稳定性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种微生物絮凝剂的制备方法
本专利技术属于微生物
，具体涉及一种微生物絮凝剂的制备方法。
技术介绍
在各类工业废水的排放治理中，印染废水是我国目前主要有害、难处理的工业废水之一，其特点是排放量大、色度深、有机污染物含量高、水质变化频率大，其中尤以染料的污染最为严重。随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步，浆料、新型助剂、染料等在印染行业中被大量使用。印染废水成分复杂，主要是以芳烃和杂环化合物为母体，并带有显色基团及极性基团。印染废水处理主要以脱色和降低COD为目的。目前所用试剂主要包括脱色剂和絮凝剂，均为化工聚合产品。该类型絮凝剂多为多胺、三聚氰胺和双氰双胺等合成的阳离子型絮凝剂，助凝剂为聚合铝盐系列和聚丙烯酰胺类等。研究表明，目前市场上用于印染废水处理的絮凝剂及助凝剂均存在一定的毒副作用。特别是广泛使用的助凝剂聚合氯化铝中的铝离子具有一定的神经毒性，而聚丙烯酰胺的合成单体丙烯酰胺则具有严重的“三致”作用。这些潜在的危险都对人类的健康和生态环境的平衡造成了巨大的威胁。微生物絮凝剂是一种代表着絮凝剂发展方向的新型水处理剂，它由特殊代谢功能的微生物所产生，其功能表现为对液体体系中悬浮颗粒、反离子等进行吸附、絮凝去除。微生物絮凝剂的本质是生物大分子，主要有蛋白质类、多糖类、糖蛋白类、蛋白多糖类及DNA类等，是一类具备无毒、使用安全、可生物降解、可大规模工业化生产等特点的新型水处理剂。而微生物絮凝剂的制备属于特殊功能生物大分子制剂生产的生物技术。目前，很多国家对微生物絮凝剂进行了研究，至今发现的具有絮凝性的微生物近80种，包括细菌，霉菌，酵母菌，放线菌和藻类等，并在絮凝条件、絮凝机理；絮凝剂分离纯化、性质、应用；产絮凝剂的基因控制等诸方面进行了一系列的研究。这些具有絮凝活性、被人关注的微生物大都筛选自土壤、污泥、污水。尽管微生物絮凝剂具有无毒、无二次污染及生物可降解的特点，但由于其制备多利用糖或农副产品作为生产原料，成本偏高，制约了微生物絮凝剂工业化生产和大规模应用。为降低生产成本需要从两个方面着手：一是积极寻找廉价的原材料，大幅度降低生产成本，二是针对生物絮凝剂的理化性质和用途，选择合理的工业化提取工艺和使用方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前微生物絮凝剂的产量低、稳定性差的问题，提供一种微生物絮凝剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种微生物絮凝剂的制备方法包括如下步骤：（1）取水玻璃按质量比1：5~8加入蒸馏水，磁力搅拌10~20min，再加入水玻璃质量60~70%的质量分数为5%的硫酸，于35~45℃搅拌混合2~4h，静置18~24h，得静置液；（2）取硫酸钛按质量比1~3：2~5：10~15加入硫酸铝、去离子水，于35~45℃搅拌混合，得混合物，取质量分数为2%的羧甲基纤维水溶液于55~60℃糊化，得糊化液，取静置液按质量比10~20：5~7：1~4加入混合物、糊化液，保温，得搅拌混合物；（3）取红平红球菌按质量比1~3：2~5加入克雷伯氏菌混合，得混合菌，取混合菌按3~6%的接种量接种至种子培养基中，于25~33℃、150r/min培养，得种子菌液，取养猪场废水按质量比1~3：10~13加入发酵培养基，得基体培养基，取种子菌液按2~4%的接种量接种至基体培养基中发酵培养，离心，取沉淀冷冻干燥，得冷冻干燥物，取搅拌混合物按质量比2~5：2~7加入冷冻干燥物混合，得絮凝剂基体物，备用；（4）取黑曲霉按质量比1~3：2~4：10~13加入木耳菌、无菌水，振荡，得振荡液，取振荡液按8~10%的接种量接种至PDA液体培养基中，于25~28℃、135r/min培养，得活化培养物，取活化培养物按10~12%的接种量接种至载体培养基中培养，离心，取沉淀冷冻干燥，得冷冻干燥物a；（5）取步骤（2）备用的絮凝剂基体物按质量比1~3：2~5：100~150加入冷冻干燥物a、载体培养基，于25~30℃、140r/min振荡培养，得培养物，取培养物冷冻干燥，即得微生物絮凝剂。所述步骤（2）中搅拌混合物的搅拌条件为：于55~65℃保温10~12h。所述步骤（3）中种子培养基：按质量份数计，取8~13份蛋白胨、2~5份牛肉膏、3~6份酵母粉、8~10份氯化钠、1000份水，121℃灭菌20min。所述步骤（3）中发酵培养基：按质量份数计，取10~12份蔗糖、1~3份磷酸二氢钾、3~6份磷酸氢二钾、3~5份脲、1~3份酵母粉、1~3份氯化钠、0.1~0.4份硫酸镁、1000份水，121℃灭菌20min。所述步骤（3）中发酵培养的条件为：于25~33℃、150r/min发酵培养3~5天。所述步骤（4）中载体培养基：按质量份数计，取20~40份玉米粉、4~7份麸皮、8~12份葡萄糖、0.1~0.4份磷酸二氢钾、1~3份氯化铵、0.5~1.5份七水合硫酸镁、1000份水，121℃灭菌20min。所述步骤（4）中接种至载体培养基的培养条件为：设置磁场强度120mT，于25~28℃、120r/min培养8~10天。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术以水玻璃为原料，加入硫酸进行聚合，形成颗粒大且较松散的基体物，其具有较好的吸附架桥能力，加入硫酸钛、硫酸铝，与基体物链状、环状分子端的氢氧根发生络合作用，生成带有Al-O-Si、Ti-O-Si等键的聚合度更高、分子链更长的聚合物，具有较强的吸附架桥和网捕作用，引入羧甲基纤维素骨链，增强桥联卷扫作用，对絮体孔隙进行填充，使得结构更密实，从而更容易沉降，可同时发生电中和吸附架桥的功能，形成具有较大比表面积的絮体在沉降过程中会网捕、包夹水中的胶体粒子，发挥网捕作用；（2）本专利技术以红平红球菌、克雷伯氏菌两种具有絮凝效果的活性菌为原料，利用养猪场废水丰富的氮元素以及少量的碳元素、磷酸盐等作为营养物质，供给给两种活性菌作为营养物质的生长元素，添加磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、脲等辅助营养物质，得到活性较高的发酵物，添加至絮凝剂中，其中的蛋白质、多糖类物质在水中形成水化层和双电层而形成较稳定的胶体颗粒，再通过吸附架桥进行沉淀，同时它可以促进厌氧污泥颗粒化，对污泥减量化也具有辅助作用；（3）本专利技术黑曲霉、木耳菌经载体培养基的培养获得菌丝，菌丝缠绕形成球体，加入适宜的磁场强度可促进微生物细胞的生长，提高菌丝产量，增加代谢活性，促进多糖、蛋白质、抗生素等有益代谢产物的生成，弱磁场处理后的菌丝细胞质更丰富，电子密度较高，细胞结构完整，线粒体均匀分布于细胞内，菌体的球状形态，使其具有沉降速度快的特点，在菌丝之间还存在着由分泌的胞外聚合物质粘结而成的膜结构，这种特殊的内部结构使其具有更大的比表面积和吸附能力，当活性物质负载于内部结构中，对菌丝球体的结构起到加固、紧致的作用，能够促进菌丝球在水流强力搅拌和冲击下的完整性，一方面可以负载絮凝剂活性物质，作为生物载体，其分泌的营养物质为载体内絮凝活性菌提高营养和生长场所，提高絮凝剂活性，增加絮凝量，另一方面具有较大的比表面积，增加菌丝球吸附有毒有害物质的能力，又不会因此而减少球体的内部空间，降低吸附量。具体实施方式红平红球菌、克雷伯氏菌、黑曲霉：于2~4℃实验室斜面保存；木耳菌：取鲜黑木耳按质量比1：8加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：（1）取水玻璃按质量比1：5~8加入蒸馏水，磁力搅拌10~20min，再加入水玻璃质量60~70%的质量分数为5%的硫酸，于35~45℃搅拌混合2~4h，静置18~24h，得静置液；（2）取硫酸钛按质量比1~3：2~5：10~15加入硫酸铝、去离子水，于35~45℃搅拌混合，得混合物，取质量分数为2%的羧甲基纤维水溶液于55~60℃糊化，得糊化液，取静置液按质量比10~20：5~7：1~4加入混合物、糊化液，保温，得搅拌混合物；（3）取红平红球菌按质量比1~3：2~5加入克雷伯氏菌混合，得混合菌，取混合菌按3~6%的接种量接种至种子培养基中，于25~33℃、150r/min培养，得种子菌液，取养猪场废水按质量比1~3：10~13加入发酵培养基，得基体培养基，取种子菌液按2~4%的接种量接种至基体培养基中发酵培养，离心，取沉淀冷冻干燥，得冷冻干燥物，取搅拌混合物按质量比2~5：2~7加入冷冻干燥物混合，得絮凝剂基体物，备用；（4）取黑曲霉按质量比1~3：2~4：10~13加入木耳菌、无菌水，振荡，得振荡液，取振荡液按8~10%的接种量接种至PDA液体培养基中，于25~28℃、135r/min培养，得活化培养物，取活化培养物按10~12%的接种量接种至载体培养基中培养，离心，取沉淀冷冻干燥，得冷冻干燥物a；（5）取步骤（2）备用的絮凝剂基体物按质量比1~3：2~5：100~150加入冷冻干燥物a、载体培养基，于25~30℃、140r/min振荡培养，得培养物，取培养物冷冻干燥，即得微生物絮凝剂。...

【技术特征摘要】
1.一种微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：（1）取水玻璃按质量比1：5~8加入蒸馏水，磁力搅拌10~20min，再加入水玻璃质量60~70%的质量分数为5%的硫酸，于35~45℃搅拌混合2~4h，静置18~24h，得静置液；（2）取硫酸钛按质量比1~3：2~5：10~15加入硫酸铝、去离子水，于35~45℃搅拌混合，得混合物，取质量分数为2%的羧甲基纤维水溶液于55~60℃糊化，得糊化液，取静置液按质量比10~20：5~7：1~4加入混合物、糊化液，保温，得搅拌混合物；（3）取红平红球菌按质量比1~3：2~5加入克雷伯氏菌混合，得混合菌，取混合菌按3~6%的接种量接种至种子培养基中，于25~33℃、150r/min培养，得种子菌液，取养猪场废水按质量比1~3：10~13加入发酵培养基，得基体培养基，取种子菌液按2~4%的接种量接种至基体培养基中发酵培养，离心，取沉淀冷冻干燥，得冷冻干燥物，取搅拌混合物按质量比2~5：2~7加入冷冻干燥物混合，得絮凝剂基体物，备用；（4）取黑曲霉按质量比1~3：2~4：10~13加入木耳菌、无菌水，振荡，得振荡液，取振荡液按8~10%的接种量接种至PDA液体培养基中，于25~28℃、135r/min培养，得活化培养物，取活化培养物按10~12%的接种量接种至载体培养基中培养，离心，取沉淀冷冻干燥，得冷冻干燥物a；（5）取步骤（2）备用的絮凝剂基体物按质量比1~3：2~5：100~150加入冷冻干燥物a、载体培养基...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷红军，庄文琴，李莉，
申请(专利权)人：常州市蒽盗钟情生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32