一种微生物的固定化方法技术

本发明专利技术公开了一种微生物的固定方法，包括以下工序：（１）准备工序；（２）固体发酵；（３）中止发酵：采用天然干燥、或６０烘箱鼓风干燥至恒重；（４）保存。本发明专利技术与现有技术相比，使用廉价、无污染、可生物降解的天然有机材料稻谷壳、豆皮作为载体，采用固体发酵制备固定化产品。材料廉价易得、制作与保存方法简单、微生物固定化效果显著、菌种投放方便、有效缩短工程操作中固定化产品启动周期，对快速启动和恢复生化处理系统、解决事故性污水排放的不良影响有积极意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微生物的固定化，具体地说是采用可生物降解的天然有机材料为载体，采用固体发酵法进行微生物固定化产品的制备。
技术介绍
微生物被固定化后具有密度高、反应速度快、耐毒害能力强、产物分离容易、能实 现连续操作、可以大大提高生产能力等优势，因此近年来在医药、化工和环保等领域得到广 泛地应用。 现有的微生物固定化技术按制备方法总体上可分为吸附法、包埋法、共价结合法 和交联法四大类。吸附法多将基材如陶粒、活性炭，多孔玻璃、硅藻土、高岭土、沸石、高分 子有机填料等投加到反应器中，微生物吸附生长形成生物膜，工程操作中挂膜启动周期长 (1-2个月)，所固定的微生物数量受所用的载体的数量及其表面积的限制，反应稳定性和 反复使用性差，结合强度低，细胞容易脱落。共价结合法、交联固定化、包埋固定化方法处理 效果相对稳定，细胞不易流失，但是交联剂大多比较昂贵，制作方法复杂。已有的微生物固 定化技术为实验室液态制备方法，不利于大规模的应用推广。 传统活性污泥生物处理污水系统运行过程中，菌株易流失，不易固定，耐冲击性 差，恢复慢，一次事故性污水排放有可能造成系统20多天不能正常运行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种工艺简单的处理工业污水微生物的固定 方法。本专利技术解决技术问题的技术方案为一种微生物的固定方法，包括以下工序 (1)准备工序将相应菌种的扩大培养基，调节pH值后，与粒度大于80目的黄豆皮或稻谷壳进行混合，放入高压蒸汽锅中于115°C ，灭菌30分钟，形成湿基。 菌种的扩大培养基需根据菌种对所处理工业污水中有毒污染物的耐受浓度添加目的污水，保持固定化微生物对所处理工业污水中有毒污染物的耐受性。 检查筛分筛上产品细粒物含量应< 1.5%。因筛下产品多为豆粉与米粉，含量过高，使固定化产品的营养物质过多，保存期易生虫；并且固定化产品投加到污水处理系统，易使出水COD值短期升高。(2)固体发酵接种液态培养处于对数生长期的相应的菌株原菌液，接种量为湿 基重量的2% ;含水率控制在75-85%，进行发酵。 固体发酵主要控制参数 1、 pH :按菌株液态培养确定的最佳pH值，用0. lmol/LNaOH调节pH值；包括调节 扩大培养基初始PH值，及发酵过程实测pH值后的调整。 2、需氧量好氧微生物采用通风曝气厚度h = 3 5cm湿基的通风速率保证在 5 7cm/s范围内。兼性微生物采用间歇翻料保证微生物的需氧量。 3、培养时间由于豆皮和稻谷壳上面含有丰富的营养物质，利于细菌的生长繁殖，接种后生长迅速，能明显的观察到微生物的附着生长。曝气5天后Ag(稻谷壳好氧菌固定化产品)中产生明显的菌胶团，Ad(豆皮好氧菌固定化产品)上面也附着一层明显的生物膜。兼性厌氧菌固定化产品Fg(稻谷壳兼性厌氧菌固定化产品)和Fd(豆皮兼性厌氧菌固定化产品)虽没有好氧菌菌量增值明显，但是稻谷壳和豆皮显现菌落的颜色。 (3)中止发酵采用干燥脱除外水中止发酵，利用天然干燥、或鼓风干燥至恒重； 固定化产品因产品含水率很高(稻谷壳含水率为68%，豆皮含水率为73%)、营养物质丰富，不脱水，存放期易继续发酵； 由于豆皮固定化产品成团，持水量高，以6(TC烘箱干燥后保存为佳；稻谷壳固定化产品松散，持水量低，天然干燥与烘箱干燥均可。4.保存储存在阴凉、干燥、通风、避光处，避免和有毒物品一起储运。 5.本固体发酵固定化方法适用的菌种包括好氧的硝化菌和兼性的反硝化菌及其它由活性污泥接种筛选培养的菌液。本专利技术具有以下的特点 1.以天然有机材料黄豆皮与稻谷壳为固定化载体，材料为粮食加工副产品廉价易得；黄豆皮与稻谷壳含有粗纤维及淀粉、蛋白质、和微量元素，营养丰富，与微生物有很好的生物相容性，易于微生物的附着生长；稻谷壳密度适中，耐浸泡、不易降解或流失；黄豆皮比稻谷壳易降解、比重轻，好氧曝气均匀。 2.本次专利技术的微生物固定化产品制备方法简单可行，易于操作，产量可控，易于放大，能实现规模化生产，适合于微生物细胞的高密度、规模化培养。 3.本次专利技术的固定化产品制备条件温和，能高效固定微生物，适合好氧菌和兼性厌氧菌多种微生物的固定化培养；用目的污水配置培养基，保持固定化微生物对处理污水中有毒污染物的耐受性。 4.固定化产品保存对环境要求宽松，常温下室内保存三个月微生物的活性下降小于12%。可作为高效菌株微生物种子的推广、新建系统快速启动、某些难降解有毒有害工业污水(如焦化废水)事故排放造成的生化处理系统失活后快速恢复的有效技术。 5.使用方便，产品可生物降解，避免二次污染，对于焦化废水、化工废水等生物可利用碳源不足的生化处理系统，可作为外加营养物质，以降低工艺成本。 本专利技术与现有技术相比，使用廉价、无污染、可生物降解的天然有机材料稻谷壳、豆皮作为载体制备固定化产品。材料廉价易得、制作与保存方法简单、微生物固定化效果显著、菌种投放方便、有效縮短工程操作中固定化产品启动周期，对快速启动和恢复生化处理系统、解决事故性污水排放的不良影响有积极意义。附图说明 图1未进行微生物固定化的原始稻谷壳电镜扫描图(X 1000倍)。图2未进 行微生物固定化的原始豆皮电镜扫描图(X 1000倍) 图3实施例1好氧硝化菌稻谷壳固定化产品(Ag)电镜扫描图(X5000倍)。 图4实施例2好氧硝化菌豆皮固定化产品(Ad)电镜扫描图(X5000倍)。 图5实施例3兼性反硝化菌稻谷壳固定化产品(Fg)电镜扫描图(X5000倍)。4 图6实施例4兼性反硝化菌豆皮固定化产品(Fd)电镜扫描图(X2000倍)。 图7保存时间对硝化菌固定化产品的NH4+_N去除率的影响 图8保存时间对反硝化菌固定化产品的N03—-N去除率的影响。 图9缺氧池出水N03—-N降解效果图。 图10缺氧池出水N02—-N降解效果图。 图1 lAd和Ag的NH4+_N降解效果图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作详细的说明。 实施例1 : 好氧硝化菌的固体发酵固定化(稻谷壳) 1.培养基与载体 硝化菌培养基:白糖14. lg. L-、 NH4C1 1. 34g. L-、 KH2P040. 7g. L-、 MgS040. 5g. L-、CaCl2 *2H20 0. 5g. L—S添加10%的焦化废水，培养基苯酚浓度为86mg/L，氰化物为16mg/L，用0. lmol/L氢氧化钠调节pH到8. 0。 有机载体用80目的筛子粗略的筛去稻谷壳的粉末状营养物质，收取筛上产品为微生物固体发酵固定化载体，筛上产品中小于80目的细粒物含量< 1.5% (重量)。 固体发酵湿基稻谷壳与扩大培养基的重量体积比(g/ml)为1 : 8，放入高压蒸汽锅115。C，灭菌30分钟。 2.菌种来源从焦化厂A2/0污水处理工艺二沉池活性污泥中以焦化废水配制的牛肉膏蛋白胨固体培养基(DM1Q。)分离纯化出硝化细菌，并通过梯度添加焦化废水的平板驯化和液体驯化，在DO > 2mg/L的条件下复筛出具有抗逆性的优势硝化细菌。 菌种的筛选方法可参见《安徽工程学院学报，2009. 6》。 3.好氧硝化菌的固体发酵条件接种量为湿基重的2% (混合菌液浓度2. 5 3.8Xl(f个/mL);含水率控制在85%以下；最适固体发酵温度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微生物的固定方法，包括以下工序：　　（１）准备工序：将相应菌种的扩大培养基调节ｐＨ值后，与粒度大于８０目的黄豆皮或稻谷壳进行混合，放入高压蒸汽锅中于１１５℃，灭菌３０分钟，形成湿基；　　（２）固体发酵：接种液态培养处于对数生长期的相应的菌株原菌液，接种量为湿基重量的２％；含水率控制在７５－８５％，进行发酵；　　（３）中止发酵：采用干燥脱除外水中止发酵，采用天然干燥、或鼓风干燥至恒重；　　（４）保存：储存在阴凉、干燥、通风、避光处、避免和有毒物品一起储运。

【技术特征摘要】
一种微生物的固定方法，包括以下工序(1)准备工序将相应菌种的扩大培养基调节pH值后，与粒度大于80目的黄豆皮或稻谷壳进行混合，放入高压蒸汽锅中于115℃，灭菌30分钟，形成湿基；(2)固体发酵接种液态培养处于对数生长期的相应的菌株原菌液，接种量为湿基重量的2％；含水率控制在75-85％，进行发酵；(3)中止发酵采用干燥脱除外水中止发酵，采用天然干燥、或鼓风干燥至恒重；(4)保存储存在阴凉、干燥、通风、避光处、避免和有毒物品一起储运。2. 根据权利要求1所述的一种微生物的固定方法，其特征在于将黄豆皮或稻谷壳用80目筛子过筛，收取筛上产品为微生物固体发酵固定化载体，筛上产品中小于80目的细粒 物含量< 1.5% (重量)。3. 根据权利要求l所述的一种微生物的固定方法，其特征在于(l)准备工序中，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡昌凤，孙菲，
申请(专利权)人：安徽工程科技学院，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]