一种降解高浓度餐厨废水中油脂的固定化微生物细胞及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于环境生物技术领域，提供了一种降解高浓度餐厨废水中油脂的固定化微生物细胞及其制备方法和应用，所述微生物细胞为Kluyvera cryocrescens LYC50

【技术实现步骤摘要】
一种降解高浓度餐厨废水中油脂的固定化微生物细胞及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于环境生物
，具体涉及一种降解高浓度餐厨废水中油脂的固定化微生物细胞及其制备方法和应用，该固定化微生物细胞，主要针对高浓度餐厨含油废水中油脂的降解。

技术介绍

[0002]对人类而言，含油废水的污染是继农药污染之后的又一公害。油类污染的波及范围之广，不但对人和动植物，乃至整个生态系统都造成不可估量的损害。由于餐饮含油废水是成分复杂的高浓度有机废水，且一般的处理工艺很难使其达标排放，所以此类废水对环境的危害不容小觑。一般物理方法可以达到分离水和油脂的效果（例如近年来研究者对油水分离器、隔油池、粗粒化罐、除油罐、过滤罐的技术设计研究日趋成熟），但依然存在处理不彻底、负载能力、装置稳定性差等诸多缺陷。化学法可以去除油脂，但是化学试剂的使用容易造成二次污染，此外化学法涉及运行成本高、操作较复杂等现实问题。目前，生物修复被认为是一种高效、经济、多功能及可替代传统处理油污染的技术，已经成为国内外的研究热点。
[0003]在废水的生物处理技术中，传统的生物法是将游离状态的微生物直接释放于水体，实现对废水中有机污染物的去除。但是，传统的生物法存在着有毒性的中间产物对微生物的直接毒害作用，有效微生物数量流失严重，极端环境对微生物稳定性破坏，废水中其他土著微生物的恶性竞争等缺点，进而导致微生物对废水中污染物的降解率下降。为了克服游离菌株在降解油脂的过程中受到自身或外界因素的干扰（如：微生物密度低、稳定性差或受高温或低温、强酸或强碱、其他无关微生物等抑制），需要借助某些方式来减弱这些外在因素的影响。而固定化技术因其固液易分离、稳定度高、微生物密集、处理效果好及循环利用率高等优点，可以此来弥补传统生物法在废水处理中存在的缺陷。然而，运用固定化技术处理含油废水的研究依然较少，尤其是对于餐饮含油脂废水的固定化微生物细胞处理技术的研究。
[0004]因此为了高效降解餐厨废水中的油脂，解除游离菌株在降解油脂的过程中受到自身或外界因素的干扰，提高油脂降解效率，降低处理成本，运用固定化微生物细胞处理餐厨含油废水具有重要价值和实际意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种降解高浓度餐厨废水中油脂的固定化微生物细胞及其制备方法和应用，新的固定化微生物细胞，以及该固定化微生物细胞在降解餐厨油脂废水中的应用，应用该固定化微生物细胞降解油脂，降解效率高，可重复利用。
[0006]本专利技术由如下技术方案实现的：一种降解高浓度餐厨废水中油脂的固定化微生物细胞，所述微生物细胞为Kluyvera cryocrescens LYC50-1a，所述固定化为通过海藻酸钠/
聚乙烯醇/活性炭包埋法对微生物细胞进行固定化。
[0007]所述微生物是从太原理工大学明向校区第三餐厅下水道污泥中分离筛选获得，所用的分离方法为富集培养，稀释涂板法。
[0008]所述微生物分离培养所用的液体培养基为含有油脂（2 g/L）的基本盐培养基：1.0 g/L NH4NO3，0.5 g/L KH2PO4，5.24 g/L K2HPO4·
3H2O，0.2 g/L MgSO4·
7H2O，2.0 ml 1% CaCl2，200 μl 5% NaCl，200 μl 1% FeCl3，5.0 ml 1% 酵母提取物，5.0 ml微量离子溶液（0.5 g/L ZnCl2，0.5 g/L FeCl2，0.5 g/L MnCl2·
4H2O，0.1 g/L Na2MnO4·
2H2O，0.05 g/L CuCl2·
2H2O，0.05 g/L Na2WO4·
2H2O），用蒸馏水定容至1000 ml，121℃灭菌20 min冷却后待用。所用的固体培养基为在液体富集培养基的基础上添加1.5~2.0%的琼脂，121℃灭菌20 min待用。
[0009]所述微生物Kluyvera cryocrescens LYC50-1a保藏于中国普通微生物菌种保藏中心（CGMCC），保藏号为CGMCC 1.17018。
[0010]所述微生物细胞接种至LB液体培养基中，30℃培养12-24 h，获得种子液，将种子液按照1%的接种量转接至装有50 mL LB液体培养基中，30℃培养24 h，获得发酵液，将发酵液在常温下，8000 rpm离心5 min，去除上清，收集湿菌体备用。
[0011]制备所述的降解高浓度餐厨废水中油脂的固定化微生物细胞的方法，具体步骤如下：（1）凝胶剂的制备：称取海藻酸钠、聚乙烯醇及粉末活性炭，加入蒸馏水，配制不同浓度配比的凝胶剂，灭菌后冷却待用；（2）交联剂的制备：称取CaCl2、 H3BO3及NaSO4，溶于蒸馏水中，配制成不同浓度比例的交联剂，pH调节至4-5，灭菌冷却待用；（3）包埋固定细胞：向凝胶剂中注入细胞悬液，慢速搅拌均匀；用孔径为2 mm的注射器吸取混合均匀的凝胶剂与细胞液，滴入交联剂中，成球后静置24 h；（4）清洗固定细胞：无菌水多次冲洗固定化小球，再用无菌生理盐水浸泡，于4℃环境暂时保存待用。
[0012]海藻酸钠浓度为10%-12%，聚乙烯醇浓度为0.5%-1%，CaCl2浓度为1%-4%，细胞悬液接种量为10%-30%，交联剂pH值为4.5，交联时间24小时，活性炭的浓度为1%-5%，H3BO3为1%-5%，NaSO4为0.2%-0.6%，所有的浓度为质量百分比。搅拌速度为50-150转/分钟。
[0013]所述的固定化微生物细胞在降解高浓度餐厨废水中油脂的应用，所述油脂为餐厨废水中的油脂或食用调和油。
[0014]具体方法为：添加油脂于无机盐培养基中，油脂的加入量为每升无机盐培养基中加入10
‒
100g油脂；添加固定化微生物细胞于含油脂的无机盐培养基中，控制pH5
‒
10，在20
‒
45℃、100
‒
200r/min的摇床中振荡培养72 h进行油脂降解。
[0015]所述油脂为食用花生油、地沟油、大豆油、菜籽油、芝麻香油、调和油、亚麻籽油或葵花籽油。
[0016]所述的无机盐培养基组成为：硝酸铵1.0 g/L、磷酸二氢钾0.5 g/L、三水合磷酸氢二钾5.24 g/L、七水合硫酸镁0.2 g/L、氯化钠2 g/L、溶剂为去离子水，pH 4～10。
[0017]优选所述处理条件为30℃、200 r/min。
[0018]本专利技术所得到的固定化微生物细胞，稳定性较好，破碎率相对较低且机械强度较
高，具备很好的抗水流冲击性；此外，由于小球整体的密度与水的密度相近，在实验过程中，小球在水中始终处于悬浮或漂浮状态，使得固定化细胞小球与周围底物的接触更充分，更利于细胞对油脂的降解。固定化小球的形态较圆润光滑，具有一定韧性和弹性，整体呈黑色，小球直径大小平均在4-5 mm之间。干燥后的固定化小球整体呈现干瘪状态，硬度极大，无弹性，将干燥后的固定化细胞加入含2%调和油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降解高浓度餐厨废水中油脂的固定化微生物细胞，其特征在于：所述微生物细胞为油脂降解菌Kluyvera cryocrescens LYC50-1a，保藏于中国普通微生物菌种保藏中心，保藏号为CGMCC 1.17018；所述固定化为通过海藻酸钠/聚乙烯醇/活性炭包埋法对微生物细胞进行固定化。2.根据权利要求1所述的一种降解高浓度餐厨废水中油脂的固定化微生物细胞，其特征在于：所述微生物细胞接种至LB液体培养基中，30℃培养12-24 h，获得种子液，将种子液按照1%的接种量转接至装有50 mL LB液体培养基中，30℃培养24 h，获得发酵液，将发酵液在常温下，8000 rpm离心5 min，去除上清，收集湿菌体备用。3.制备权利要求1或2所述的降解高浓度餐厨废水中油脂的固定化微生物细胞的方法，其特征在于：具体步骤如下：（1）凝胶剂的制备：称取海藻酸钠、聚乙烯醇及粉末活性炭，加入蒸馏水，配制不同浓度配比的凝胶剂，灭菌后冷却待用；（2）交联剂的制备：称取CaCl2、 H3BO3及NaSO4，溶于蒸馏水中，配制成不同浓度比例的交联剂，pH调节至4-5，灭菌冷却待用；（3）包埋固定细胞：向凝胶剂中注入细胞悬液，慢速搅拌均匀；用孔径为2 mm的注射器吸取混合均匀的凝胶剂与细胞液，滴入交联剂中，成球后静置24 h；（4）清洗固定细胞：无菌水多次冲洗固定化小球，再用无菌生理盐水浸泡，于4℃环境暂时保存待用。4.根据权利要求3所述的制备降解高浓度餐厨废水中油脂的固定化微生物细胞的方法，其特征在于：海藻酸钠浓度为10%-12%，聚乙烯醇浓度为0.5%-1%，CaCl2浓度为1%-4%，细胞悬液接种量为10%-30%，交联剂pH值为4....

【专利技术属性】
技术研发人员：高丽丽，张建栋，卢永昌，张继龙，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：