利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法，属于农用肥料领域。本发明专利技术的制备方法包括以下步骤：(1)取市政污水处理厂二沉池中浓度为2000‑6000mg/L的活性污泥接种到盛有培养液的反应器中进行培养；(2)向步骤(1)中得到的培养液中加入亚硒酸钠并定期收集反应器的出水；(3)10‑15天后从反应器取样口收集步骤(2)得到的好氧微生物颗粒；(4)待步骤(3)完成后，向反应器中再次接种浓度为2000‑6000mg/L的活性污泥并调节反应器的沉降时间；(5)收集步骤(4)中得到的好氧微生物颗粒并重复步骤(2)‑(4)；本发明专利技术不仅能解决常规生物法制备纳米硒过程中难以分离的问题，而且能减少纳米硒因地表径流等引起的流失。

Preparation of nano selenium by aerobic microorganism particles

The invention discloses a method for preparing nano selenium by using aerobic microbial particles, and belongs to the field of agricultural fertilizer. The preparation method comprises the following steps: (1) from the municipal sewage treatment plant two sedimentation tank in a concentration of 2000 6000mg/L activated sludge inoculated into the reactor filled with culture liquid in the culture; (2) to step (1) solution with sodium selenite and regularly collected reactor effluent the culture; (3) 10 collected 15 days after steps from the reactor sampling port (2) obtained by aerobic microbial granules; (4) to step (3) after the completion of the settlement time to the activated sludge reactor again inoculation concentration of 2000 6000mg/L and adjust the reactor (5;) collection step (4) repeat steps obtained in aerobic microbial granules and (2) (4); the invention can not only solve the difficult separation of conventional biological preparation of nano selenium in the process, but also can reduce the nano selenium caused by surface runoff loss.

【技术实现步骤摘要】
利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法
本专利技术涉及农用肥料领域，特别是指一种利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法。
技术介绍
硒是动物和人类体内必不可少的微量营养元素，是体内多种生物酶的组成成分，有增强免疫力、解毒排毒、延缓衰老等重要作用。中国超过70％的地区土壤中硒元素含量不足，天然食物中的硒含量难以满足人体正常生理活动的需求，进而导致克山病、心脑血管病、大骨节病等多种疾病的发病率持续升高。据统计，我国约三分之二的人口存在不同程度的硒摄入量不足。通过富硒技术生产硒含量较高的作物、果蔬食品是目前常见和有效的补硒方式，而研制开发高效安全的富硒农业投入品对富硒食品的生产至关重要。传统的富硒农业投入品主要包括硒酸钠、亚硒酸钠、硒矿粉等无机硒类和氨基酸硒肥、腐植酸硒肥等有机硒类，二者虽然能够提高食品中硒含量，但都存在成本较高、肥效流失严重等问题，尤其是无机硒类大部分具有较强的毒性，施用不当容易抑制植物生长，造成环境污染。纳米硒是近年来纳米科技的新产品，其最大的特点是安全性高，稳定性高，易于被植物体吸收和利用。目前用于农业的纳米硒主要通过生物法制备，即利用单株或多株细菌还原亚硒酸钠制得。通过生物法制备的纳米硒大部分附着在细菌表面，难以有效分离，而且在施用后易随雨水流失，导致肥力下降。因此，开发高效的纳米硒制备技术，实现纳米硒的有效缓释是目前亟待解决的难题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法，该方法不仅解决常规生物法制备纳米硒过程中难以分离的问题，而且能减少纳米硒因地表径流等引起的流失。为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：一种利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法，包括如下步骤：(1)取污水处理厂二沉池中浓度为2000-6000mg/L的活性污泥接种到盛有培养液的反应器中进行培养；(2)向步骤(1)中得到的培养液中加入亚硒酸钠并定期收集反应器的出水；(3)10-15天后从反应器取样口收集步骤(2)得到的好氧微生物颗粒；(4)待步骤(3)完成后，向反应器中再次接种浓度为2000-6000mg/L的活性污泥并调节反应器的沉降时间；(5)收集步骤(4)中得到的好氧微生物颗粒并重复步骤(2)-(4)。其中，所述步骤(1)中的培养液由葡萄糖200-300mg/L、乙酸钠150-240mg/L、氯化铵40-60mg/L、碳酸氢钠1800-2000mg/L组成。其中，所述步骤(2)中的亚硒酸钠浓度为40-60mg/L，出水离心时间为10-15min。其中，所述步骤(3)中的收集量为好氧微生物颗粒总量的50-90％。其中，所述步骤(4)中的沉降时间为15-25min，活性污泥的接种浓度为4000mg/L。为了实现以上过程，所述步骤(1)中的反应器为继电器控制的序批式反应器，所述反应器主体部分由有机玻璃构成，所述反应器底部设置进水口和安装砂芯曝气头的进气口，此步骤中活性污泥的接种浓度为5000mg/L。进一步的，所述序批式反应器每个周期运行4h，分为进水、曝气、沉降、出水四个阶段。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术能克服现有技术的不足，提供一种利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法，好氧微生物颗粒具有良好的沉降性能，可以在2min内完全沉淀，实现固液快速分离，解决常规生物法制备纳米硒过程中难以分离的问题；同时本专利技术中的反应器出水中富含纳米硒，具有较高的生物相容性，易于被植物吸收利用，可稀释后用作叶面肥喷洒施用；本专利技术的部分纳米硒吸附在好氧微生物颗粒表面，收集得到的好氧微生物颗粒可以作为基肥施用。好氧微生物颗粒比表面积大、表面具有丰富的官能团可以有效的吸附纳米硒，减少纳米硒因地表径流等引起的流失，保持肥效，同时实现纳米硒的有效缓释；另外，好氧微生物颗粒含有丰富的有机碳和较高的孔隙率，施用后可以提高土壤有机质含量，增加土壤透气性，预防土壤板结，改善土质。附图说明图1为本专利技术的利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法反应器示意图；图2为本专利技术的利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法经浓缩后富含纳米硒的反应器出水图(a)及出水中纳米硒浓度变化图(b)；图3为本专利技术的利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法表面吸附纳米硒的好氧微生物颗粒图(a)及反应器内污泥中纳米硒含量图(b)。具体实施方式本专利技术提供了一种利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1(1)取污水处理厂二沉池中浓度为2000mg/L的活性污泥接种到盛有培养液的反应器中进行培养；培养液由葡萄糖200mg/L、乙酸钠150mg/L、氯化铵40mg/L、碳酸氢钠1800mg/L组成。(2)向步骤(1)中得到的培养液中加入亚硒酸钠并定期收集反应器的出水；亚硒酸钠浓度为40mg/L，出水离心时间为10min。(3)10天后从反应器取样口收集步骤(2)得到的好氧微生物颗粒；收集量为好氧微生物颗粒总量的50％。(4)待步骤(3)完成后，向反应器中再次接种浓度为2000mg/L的活性污泥并调节反应器的沉降时间；沉降时间为15min，活性污泥的接种浓度为4000mg/L。(5)收集步骤(4)中得到的好氧微生物颗粒并重复步骤(2)-(4)。为了实现以上过程，采用继电器控制自动运行的序批式反应器，反应器主体部分由有机玻璃构成，高度为100cm，内径为8cm；反应器内泥水混合液高度约为80cm，排水口设在距底部40cm处，向下每隔10cm设置一个取样口；反应器底部设置进水口和进气口，采用蠕动泵注入培养液，并在进气口处安装砂芯曝气头，利用气泵进行曝气。序批式反应器每个周期运行4h，分为进水、曝气、沉降、出水四个阶段，其中进水时间为10min，泵入培养液体积为2L；曝气时间为200min，具体曝气时间根据沉降时间进行调整，气泵流量为0.24m3/h；沉降时间为20min，根据反应器内污泥沉降性能情况逐渐降低沉降时间；排水时间为10min。实施例2(1)取污水处理厂二沉池中浓度为6000mg/L的活性污泥接种到盛有培养液的反应器中进行培养；培养液由葡萄糖300mg/L、乙酸钠240mg/L、氯化铵60mg/L、碳酸氢钠2000mg/L组成。(2)向步骤(1)中得到的培养液中加入亚硒酸钠并定期收集反应器的出水；亚硒酸钠浓度为60mg/L，出水离心时间为15min。(3)15天后从反应器取样口收集步骤(2)得到的好氧微生物颗粒；收集量为好氧微生物颗粒总量的90％。(4)待步骤(3)完成后，向反应器中再次接种浓度为6000mg/L的活性污泥并调节反应器的沉降时间；沉降时间为25min，活性污泥的接种浓度为3000mg/L。(5)收集步骤(4)中得到的好氧微生物颗粒并重复步骤(2)-(4)。为了实现以上过程，采用继电器控制自动运行的序批式反应器，反应器主体部分由有机玻璃构成，高度为100cm，内径为8cm；反应器内泥水混合液高度约为80cm，排水口设在距底部40cm处，向下每隔10cm设置一个取样口；反应器底部设置进水口和进气口，采用蠕动泵注入培养液，并在进气口处安装砂芯曝气头，利用气泵进行曝气。序批式反应器每个周期运行4h，分为进水、曝气、沉降、出水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)取污水处理厂二沉池中浓度为2000‑6000mg/L的活性污泥接种到盛有培养液的反应器中进行培养；(2)向步骤(1)中得到的培养液中加入亚硒酸钠并定期收集反应器的出水；(3)10‑15天后从反应器取样口收集步骤(2)得到的好氧微生物颗粒；(4)待步骤(3)完成后，向反应器中再次接种浓度为2000‑6000mg/L的活性污泥并调节反应器的沉降时间；(5)收集步骤(4)中得到的好氧微生物颗粒并重复步骤(2)‑(4)。

【技术特征摘要】
1.一种利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)取污水处理厂二沉池中浓度为2000-6000mg/L的活性污泥接种到盛有培养液的反应器中进行培养；(2)向步骤(1)中得到的培养液中加入亚硒酸钠并定期收集反应器的出水；(3)10-15天后从反应器取样口收集步骤(2)得到的好氧微生物颗粒；(4)待步骤(3)完成后，向反应器中再次接种浓度为2000-6000mg/L的活性污泥并调节反应器的沉降时间；(5)收集步骤(4)中得到的好氧微生物颗粒并重复步骤(2)-(4)。2.根据权利要求1所述的利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的培养液由葡萄糖200-300mg/L、乙酸钠150-240mg/L、氯化铵40-60mg/L、碳酸氢钠1800-2000mg/L组成。3.根据权利要求1所述的利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的亚硒酸钠浓度为40-60mg/L。4.根据权利要求3所述的利用好氧微生物颗粒制备纳米硒的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鲁宁，
申请(专利权)人：王鲁宁，
类型：发明
国别省市：山东,37