一种复合型固定化微生物颗粒制备及其应用制造技术

技术编号:20124020 阅读:105 留言:0更新日期:2019-01-16 13:16
本发明专利技术公开了一种复合型固定化微生物颗粒的制备方法,属于水处理领域。本发明专利技术的技术方案是提供一种胶囊型的固定化颗粒,不仅易于微生物的生长,并且兼具固定化颗粒特点的固定化颗粒,其具体方法包括:(1)通过富集培养获得高效光合细菌菌株;(2)光合细菌的浓缩;(3)玻璃纤维球的制备;(4)光合细菌在玻璃纤维球内增殖培养;(5)包埋材料(聚乙烯醇、聚乙烯醇‑海藻酸钠、海藻酸钠等)的配置;(6)复合型固定化光合细菌颗粒的合成。本发明专利技术微生物固定化方法所制备的颗粒具有较强的机械性能,且由于玻璃纤维球的多孔性和透光性,克服了传统包埋颗粒的传质性能差,光利用率较低的难题。

Preparation and application of a composite immobilized microbial particle

The invention discloses a preparation method of composite immobilized microbial particles, which belongs to the field of water treatment. The technical scheme of the invention is to provide a capsule-type immobilized particle, which is not only easy for the growth of microorganisms, but also has the characteristics of immobilized particles. The specific methods include: (1) obtaining highly efficient photosynthetic bacteria strains by enrichment culture; (2) concentration of photosynthetic bacteria; (3) preparation of glass fibre balls; (4) proliferation and cultivation of photosynthetic bacteria in glass fibre balls; (5) packaging. Configuration of buried materials (polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol, sodium alginate, sodium alginate, etc.); (6) synthesis of composite immobilized photosynthetic bacteria particles. The particles prepared by the microbial immobilization method of the invention have strong mechanical properties, and overcome the difficulties of poor mass transfer performance and low light utilization of the traditional embedded particles due to the porous and transparent properties of the glass fiber ball.

【技术实现步骤摘要】
一种复合型固定化微生物颗粒制备及其应用
本专利技术属于水处理
,具体涉及一种高效的固定光合细菌颗粒的制备方法及其在水处理中的应用。
技术介绍
光合细菌(Photosyntheticbacteria,PSB)是一类以光作为能源,能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。由于光合细菌菌体较小,自然沉降困难,在实际应用中存在菌体流失和固液分离两个问题。为了解决这两个问题,就需要不断地培养和添加新鲜菌体,还需要进行固液分离的处理工作,由此造成处理工艺流程复杂,增加处理成本,严重影响了它在生产中的推广应用。而固定化技术可以解决这种问题,传统的固定化方法有包埋法和吸附法应用较多,但以聚乙烯醇、海藻酸钠、琼脂、明胶等为包埋剂制备的颗粒,机械性能差且包埋材料会影响第五和产物的扩散性,进而限制了这种方法的应用,而吸附法大多以多孔材料为载体,使细菌附着在上面,这种固定化方法在水力作用下细菌极其容易从载体上脱落。因此,本专利技术利用包埋法和吸附法的优点并且克服二者的缺点制备了一种复合型光合细菌固定化颗粒。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对目前细菌固定化中存在的主要问题,提供一种固定化微生物技术,通过吸附法将光合细菌吸附在玻璃纤维球内,再通过包埋法在玻璃纤维球的外表面涂覆一层薄膜,从而制得固定化颗粒,这种固定化颗粒不仅克服了传统固定化方法的缺点,并且显著提高了固定化颗粒对废水的处理效果。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:本专利技术提供一种复合型光合细菌固定化填料(简称固定化颗粒),所述复合型光合细菌固定化填料按以下方法制备:(1)将光合细菌在光合细菌液体培养基中光照厌氧条件下培养至对数生长期,固液分离弃去上清液,收集光合细菌菌体,再将菌体重新悬浮于无菌生理盐水得到以干菌体质量计浓度为1-6g/L的光合细菌浓缩液后,加入玻璃纤维球,通过玻璃纤维球的吸附作用使光合细菌吸附在玻璃纤维球的孔道结构中,得到吸附光合细菌的玻璃纤维球;(2)包埋试剂的制备:将聚乙烯醇、海藻酸钠、聚乙烯醇或海藻酸钠溶于水中,配制成质量分数7%~15%的包埋试剂;(3)将步骤(2)制得的包埋试剂涂敷于步骤(1)所得吸附光合细菌的玻璃纤维球表面,然后将涂敷好的玻璃纤维球完全浸没于质量分数3%~6%的硼酸水溶液中使硼酸水溶液中,4~18℃下交联固定12~24h,取出后用蒸馏水清洗至溶液呈中性即可得到所述的复合型光合细菌固定化填料。进一步,本专利技术所述光合细菌液体培养基终浓度组成为:酵母膏0.5g/L、蛋白胨0.5g/L、CH3COONa3g/L、NH4Cl0.1g/L、NaCl0.5g/L、NaHCO30.5g/L、K2HPO40.2g/L、MgSO4·7H2O0.1g/L、CaCl20.1g/L,溶剂为水,初始pH7~8。进一步,本专利技术所述玻璃纤维球的制备方法为:先将玻璃纤维灭菌,再将玻璃纤维进行机械热结扎,制备成大小均一的球体,清洗烘干,即得所述玻璃纤维球。进一步,本专利技术所述光合细菌浓缩液与玻璃纤维球的质量比为10~50:1。进一步,本专利技术步骤(1)所述固液分离通过10000~12000rpm的转速下离心实现。进一步,本专利技术所述光合细菌为红假单胞菌属(Rhodopseudomonaspalustris)光合细菌。此外,本专利技术还提供所述的复合型光合细菌固定化填料在处理染料废水中的应用。所述染料为亚甲基蓝或活性艳红。本专利技术的有益效果为:本专利技术微生物固定化方法所制备的颗粒具有较强的机械性能,且由于玻璃纤维球的多孔性和透光性,克服了传统包埋颗粒的传质性能差,光利用率较低的难题。附图说明图1:玻璃纤维球。图2:实施例1制备的复合型固定化光合细菌颗粒。图3:固定化颗粒对染料的脱色效果。图中,横坐标E1代表实施例1,E2代表实施例2,C1代表对比例1,C2代表对比例2。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述,但本专利技术的保护范围并不仅限于此。本专利技术光合细菌优选红假单胞菌属(Rhodopseudomonaspalustris)光合细菌,光合细菌种子液购自浙江鼎龙集团。本专利技术采用的无菌水为经过高压蒸汽灭菌锅处理的去离子水,处理条件为温度121℃,压力0.105Mpa的条件下维持30分钟。实施例1:一、玻璃纤维球的制备取3g玻璃纤维在高压蒸汽灭菌锅中灭菌,然后将不同填充密度的玻璃纤维球进行机械热结扎,制备成大小均一的玻璃纤维球,在无菌水中清洗,烘干,即得玻璃纤维球。二、光合细菌浓缩液的制备1.配置光合细菌液体培养基称取酵母膏0.5g、蛋白胨0.5g、CH3COONa3g、NH4Cl0.1g、NaCl0.5g、NaHCO30.5g、K2HPO40.2g、MgSO4·7H2O0.1g、CaCl20.1g加入到1000mL蒸馏水中,用质量分数为10%的Na0H和10%的HCI调节pH7,搅拌均匀,即为光合细菌液体培养基。2.光合细菌的富集培养配制200毫升光合细菌液体培养基,倒入250毫升锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌,其中,灭菌温度为115℃,灭菌时间为30分钟,取出锥形瓶冷却至室温。用接种环移取7环固体培养基中保存的光合细菌至锥形瓶内,混匀,用纱布将锥形瓶口周围包好,置于培养箱中在光强为2000lux条件下光照厌氧培养48h,培养温度为30℃,即得光合细菌富集培养液。3.光合细菌浓缩液的制备取光合细菌富集培养液20mL于离心管中,在转速为10000转/分钟的条件下高速离心,弃去上清液,收集菌体,将菌体细胞重新悬浮于无菌生理盐水中,得到浓度为5g/L的光合细菌浓缩液。三、光合细菌固定化颗粒的制备1.包埋试剂的制备将聚乙烯醇加入水中,加热、搅拌、溶解,得包埋试剂;其中,聚乙烯醇的质量分数为7%。2.固定化试剂的配置将硼酸加入水中,搅拌、溶解,得固定试剂;其中,固定化试剂硼酸的质量分数为3%。3.玻璃纤维球对细菌的吸附称取0.5g的玻璃纤维球洗干净,烘干,加入至100mL浓度为5g/L的光合细菌进行吸附。4.固定化颗粒的制备将已制备好的包埋试剂涂敷在吸附有光合细菌的玻璃纤维球表面,然后将其放入固定化试剂中,在4℃冰箱中固定12h,取出,用无菌水清洗,即获得复合型固定化光合细菌。四、亚甲基蓝的废水指标:20mg/L。五、固定化颗粒的活性检测取0.5g固定化颗粒置于200mL的亚甲基蓝废水中,在温度为30℃,光照强度为2000lux,的条件下处理72h。由图3(E1)可知复合型固定化光合细菌对亚甲基蓝的脱色率82%。对比例1:一、光合细菌浓缩液的制备1.配置光合细菌液体培养基称取酵母膏0.5g、蛋白胨0.5g、CH3COONa3g、NH4Cl0.1g、NaCl0.5g、NaHCO30.5g、K2HPO40.2g、MgSO4·7H2O0.1g、CaCl20.1g加入到1000mL蒸馏水中,用质量分数为10%的Na0H和10%的HCI调节pH7,搅拌均匀,即为光合细菌液体培养基。2.光合细菌的富集培养配制200毫升光合细菌液体培养基,倒入250毫升锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌,其中,灭菌温度为115℃,灭菌时间为30分钟,取出锥形瓶冷却至室温。用接种环移取7环固体培养基中保存的光合细菌至锥形瓶内,混匀,用纱布将锥形瓶口周围包好,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合型光合细菌固定化填料,其特征在于所述复合型光合细菌固定化填料按以下方法制备:(1)将光合细菌在光合细菌液体培养基中光照厌氧条件下培养至对数生长期,固液分离弃去上清液,收集光合细菌菌体,再将菌体重新悬浮于无菌生理盐水得到以干菌体质量计浓度为1‑6g/L的光合细菌浓缩液后,加入玻璃纤维球,通过玻璃纤维球的吸附作用使光合细菌吸附在玻璃纤维球的孔道结构中,得到吸附光合细菌的玻璃纤维球;(2)包埋试剂的制备:将聚乙烯醇、海藻酸钠、聚乙烯醇或海藻酸钠溶于水中,配制成质量分数7%~15%的包埋试剂;(3)将步骤(2)制得的包埋试剂涂敷于步骤(1)所得吸附光合细菌的玻璃纤维球表面,然后将涂敷好的玻璃纤维球完全浸没于质量分数3%~6%的硼酸水溶液中使硼酸水溶液中,4~18℃下交联固定12~24h,取出后用蒸馏水清洗至溶液呈中性即可得到所述的复合型光合细菌固定化填料。

【技术特征摘要】
1.一种复合型光合细菌固定化填料,其特征在于所述复合型光合细菌固定化填料按以下方法制备:(1)将光合细菌在光合细菌液体培养基中光照厌氧条件下培养至对数生长期,固液分离弃去上清液,收集光合细菌菌体,再将菌体重新悬浮于无菌生理盐水得到以干菌体质量计浓度为1-6g/L的光合细菌浓缩液后,加入玻璃纤维球,通过玻璃纤维球的吸附作用使光合细菌吸附在玻璃纤维球的孔道结构中,得到吸附光合细菌的玻璃纤维球;(2)包埋试剂的制备:将聚乙烯醇、海藻酸钠、聚乙烯醇或海藻酸钠溶于水中,配制成质量分数7%~15%的包埋试剂;(3)将步骤(2)制得的包埋试剂涂敷于步骤(1)所得吸附光合细菌的玻璃纤维球表面,然后将涂敷好的玻璃纤维球完全浸没于质量分数3%~6%的硼酸水溶液中使硼酸水溶液中,4~18℃下交联固定12~24h,取出后用蒸馏水清洗至溶液呈中性即可得到所述的复合型光合细菌固定化填料。2.如权利要求1所述的复合型光合细菌固定化填料,其特征在于:光合细菌为红假单胞菌属(Rhodopseudomonaspalustris)光合细菌...

【专利技术属性】
技术研发人员:张国亮张旭秦磊刘秋花范铮俞欣妍
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:浙江,33

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