一种用于微生物培养的碳源材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于微生物培养的碳源材料的制备方法，包括以下步骤：将明胶与草酸混合后于常温下搅拌均匀，然后将混合物中加入浓度为70

【技术实现步骤摘要】
一种用于微生物培养的碳源材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于微生物培养
，具体涉及一种用于微生物培养的碳源材料材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]肉眼难以看清，需要借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到的一切微小生物的总称。微生物包括细菌、病毒、真菌和少数藻类等。(但有些微生物是肉眼可以看见的，像属于真菌的蘑菇、灵芝等。)病毒是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的“非细胞生物”，但是它的生存必须依赖于活细胞。根据存在的不同环境分为空间微生物、海洋微生物等，按照细胞结构分类分为原核微生物和真核微生物。
[0003]在污水处理过程中，通过反硝化微生物的反硝化作用可以在缺氧条件下将硝氮转化为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环，大量减少水中含氮物质，降低出水的潜在危险性，达到从废水中脱氮的目的。目前，反硝化作用主要受到以下因素限制：(1)碳源不足；(2)易堵塞，微生物载体的比表面积小；(3)反硝化菌数量不足。因此，在污水处理过程通常需要补充碳源。
[0004]为了提高反硝化效率，CN111362416A公开了一种缓释碳源填料及其制备方法，该缓释碳源填料，包括如下重量份的成分：微碳化纤维20
‑
50份，聚对苯二甲酸乙二醇酯40
‑
60份，铁矿粉10
‑
15份，碳纳米管5
‑
10份，硅藻土5
‑
10份，相容剂1
‑
10份，润滑剂1
‑
10份。CN107935202B则公开了一种生物可降解型缓释碳源填料及其制备方法，所述缓释碳源填料由外部碳源层、内部碳源层、连接胶体，外部碳源层主要包括可生物降解聚合物、淀粉、乳化剂；内部碳源层主要包括琼脂粉、燕麦麸粉、微生物营养剂、黄原胶、海藻糖；连接胶体主要包括碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、甲基纤维素；本专利技术在传统以淀粉和可生物降解聚合物为基本体系共混制作缓释碳源的方法基础上，将外部碳源制成粉末，并通过连接胶体对内部碳源进行多层包裹。
[0005]现有技术中虽然提供了多种能够提高反硝化效率的碳源材料，但是材料种类繁多，容易造成二次污染。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，针对现有的污水处理过程中碳源不足，反硝化作用弱的问题，提供一种用于微生物培养的碳源材料及其制备方法。本专利技术的碳源材料组成简单，能够有效提高反硝化效率。
[0007]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0008]本专利技术的一个方面提供了一种用于微生物培养的碳源材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]将明胶与草酸混合后于常温下搅拌均匀，然后将混合物中加入浓度为70
‑
80wt％的浓硫酸进行反应，在加入过程中边搅拌边缓慢滴加，滴加完毕后将产物冷却至室温，然后
将产物经洗涤、干燥，得到碳源前驱体材料；
[0010]将得到的碳源前驱体材料浸于含氟硅烷的乙醇溶液过夜，然后洗涤、烧结，将得到的产物研磨成粉末再加入微量元素、维生素混合均匀；
[0011]将上述混合料加入到双螺旋挤压机中，经加热熔融后挤出，挤出端吹气5
‑
15L/L
·
min，挤出模孔直径为1
‑
5cm，将挤出料冷却后切割成长度1
‑
10cm，即得缓释碳源填料。
[0012]进一步地，所述明胶与草酸质量比为1:1
‑
3。
[0013]进一步地，所述浓硫酸的加入量按照与混合物的比例为2
‑
3:1进行。
[0014]进一步地，所述含氟硅烷乙醇溶液的浓度为4
‑
8mg/mL。
[0015]进一步地，所述烧结条件为：氮气或者氢气气氛下，温度为200
‑
400℃，时间为6
‑
8h。
[0016]进一步地，所述研磨条件为：转速600
‑
800rpm，时间1
‑
2h。
[0017]进一步地，所述微量元素包括Ca
2+
，Mg
2+
，Fe
3+
，Zn
2+
，Cu
2+
，K
+
。
[0018]进一步地，所述维生素为维生素D3、维生素B1、维生素B
12
。
[0019]进一步地，所述双螺旋挤出机机头温度为110
‑
120℃，中段温度设置为150
‑
220℃，挤出温度设置为140
‑
170℃。
[0020]本专利技术带来的有益效果是：本专利技术以明胶为原料通过与草酸混合能够增加明胶分子的表面结构特性，草酸一方面较有机酸酸性弱，另一方面作为有机酸对环境危害小，混合物在浓硫酸作用下进行碳化，这样可以将原料充分利用起来避免浪费，也不产生杂质，产物经洗涤和干燥即得到碳源前驱体材料，所得到的材料纯度高。将碳源前驱体材料浸润在含氟硅烷的乙醇溶液能够增加碳源前驱体材料的孔数和孔积，同时能够增强碳源前驱体材料的共价结合能力，使得在与维生素和微量元素混合后能够增强与他们之间的结合能力，使得到的物质稳定性更高。最后的碳源材料是通过挤压机挤压成的块状，这样能够延长碳源的实用时间，保证其稳定性，避免对环境的二次污染。本专利技术的碳源材料组成简单，不含有对环境有害的化学物质，环保性好。本专利技术的制备方法简单，适于工业化生产。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]实施例1
[0023]一种用于微生物培养的碳源材料，其制备方法包括以下步骤：
[0024]将1份明胶与2份草酸混合后于常温下搅拌均匀，然后将混合物中加入6份浓度为70wt％的浓硫酸进行反应，在加入过程中边搅拌边缓慢滴加，滴加完毕后将产物冷却至室温，然后将产物经洗涤、干燥，得到碳源前驱体材料；
[0025]将得到的碳源前驱体材料浸于浓度为6mg/mL含氟硅烷的乙醇溶液过夜，然后洗涤，在氢气气氛下置于300℃烧结7h，将得到的产物在700rpm下研磨2h成粉末再加入微量元素(Ca
2+
，Mg
2+
，Fe
3+
，Zn
2+
，Cu
2+
，K
+
)、维生素(维生素D3、维生素B1、维生素B
12
)混合均匀；
[0026]将上述混合料加入到双螺旋挤压机中，双螺旋挤出机机头温度为120℃，中段温度设置为200℃，挤出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于微生物培养的碳源材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将明胶与草酸混合后于常温下搅拌均匀，然后将混合物中加入浓度为70
‑
80wt％的浓硫酸进行反应，在加入过程中边搅拌边缓慢滴加，滴加完毕后将产物冷却至室温，然后将产物经洗涤、干燥，得到碳源前驱体材料；将得到的碳源前驱体材料浸于含氟硅烷的乙醇溶液过夜，然后洗涤、烧结，将得到的产物研磨成粉末再加入微量元素、维生素混合均匀；将上述混合料加入到双螺旋挤压机中，经加热熔融后挤出，挤出端吹气5
‑
15L/L
·
min，挤出模孔直径为1
‑
5cm，将挤出料冷却后切割成长度1
‑
10cm，即得缓释碳源填料。2.根据权利要求1所述的用于微生物培养的碳源材料的制备方法，其特征在于，所述明胶与草酸质量比为1:1
‑
3。3.根据权利要求1所述的用于微生物培养的碳源材料的制备方法，其特征在于，所述浓硫酸的加入量按照与混合物的比例为2
‑
3:1进行。4.根据权利要求1所述的用于微生物培养的碳源材料的制备方法，其特征在于，所述含氟硅烷乙醇溶液的浓度为4
‑
8mg/mL。...

【专利技术属性】
技术研发人员：何美，魏雷，王树春，刘强，于高翔，
申请(专利权)人：天津华电南疆热电有限公司，
类型：发明
国别省市：