微生物净水缓释体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种固定化微生物净水处理技术，其中公开了一种缓释效果好的、能治理流动水域或江河湖泊网箱养殖的水污染的微生物净水缓释体及其制备方法，该微生物净水缓释体采用多孔天然矿石颗粒作为载体，微生物净水菌或菌群着床于多孔天然矿石颗粒的孔隙中。使用时置于水中，孔内的微生物菌复活，在多孔天然矿石颗粒周围生长形成优势菌，逐步吸收水中的氨氮有机物和亚硝酸盐等，达到净水的目的，特别适用治理流动水域污染。另外多孔天然矿石颗粒还具有较佳的缓释功能，随水体流动，能缓慢释放孔内的活菌，释放的活菌被水稀释或冲散，因此不会对水体原有的生态环境造成不良影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及微生物净水处理技术，其应用于水污染环境治理以及水产 养殖业，具体涉及固定化微生物净水处理技术，特别涉及一种缓释效果好的、 能治理流动水域或江河湖泊网箱养殖的水污染的微生物净水缓释体及其制备方 法。
技术介绍
目前，环境治理方法以微生物修复法的应用和研究最为广泛，因为这类方 法具有费用低、处理效果好、无二次污染等优点。其中，在水污染环境治理和水产养殖领域，现有技术中常采用有益活菌微 生物净水剂。这类微生物净水剂一般含有丰富的芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、 硝化类菌、放线菌等有益菌，能够有效去除水中氨氮和亚硝酸盐，减轻水中的 富营养程度，改善水体污染，并且它们的代谢产物含有氨基酸、多种生化酶、辅酶Q、类抗生素物质和抗病毒物质等，对人畜和其他生物无任何负作用。这 类有益菌在水体中复活成为优势菌，优势菌迅速大量繁殖，并以水体中的富营 养物质为营养源，达到减少污染的目的。但是这类产品不管是片剂型、粉剂型 还是液体型都有很大局限性，即它们只能在封闭的且水深不超过2米的水域使 用，遇到流动水域或湖泊网箱养殖就无能为力，因为水流会将有益菌稀释，无 法形成优势菌来达到减少污染的目的。因此，这一新技术作用受到很大局限性， 有益活菌微生物净水剂自从问世5年来， 一直无法在江河湖泊网箱养殖和流动 水域的水污染治理中使用。近年来，固定化微生物净水技术也开始在污水处理领域得到应用，通过将 有净水功能的有益菌固定在载体上来防止水流将有益菌稀释。早期的载体如海 藻酸纳、聚乙烯醇等凝胶稳定性很差。也有采用陶粒作为载体的，靠表面的挂 膜作用和物理吸附作用与微生物进行结合，作用力较弱，不能有效结合，耐冲 击性能很差。专利技术专利"功能化陶粒载体及其固定化微生物处理污水技术"(中 国专利号02129972.2)中公开了 一种用于净水处理的功能化的大孔陶粒载体， 其孔表面带有环氧基或伯氨基反应性官能团，通过添加交联剂将微生物菌固定 在陶粒上，由于有物理吸附和价键的双重作用， 一方面大大提高了稳定性、耐冲洗性能，微生物菌不容易脱落，另外也提高了微生物菌的负载量以及微生物 菌的增殖，总的来说，达到了提高污水处理效率的目的，但是这种方法制成的 产品，完全靠化学交联将微生物菌吸附在载体的表面上，制作成本大，且缓释 效果差，只能用于观赏鱼或景观水等小水体使用，不适合大面积流动水域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺点提供一种可以用于流动水域或江河湖泊网 箱养殖的水污染治理且缓释效果好的微生物净水缓释体，该微生物净水缓释体 包括多孔天然矿石颗粒、着床于所述多孔天然矿石颗粒的孔隙中的微生物净水 菌或菌群、以及在着床前已附着于所述多孔天然矿石颗粒孔隙中的供所述微生 物净水菌或菌群使用的固体培养基，所述的多孔天然矿石颗粒的大小为10目 60目，所述的微生物净水菌或菌群适用于固体发酵。上述微生物净水缓释体采用了多孔天然矿石颗粒作为载体， 一方面，多孔 天然矿石颗粒上的孔隙为微生物净水菌或菌群的着床提供了良好的环境；另一 方面，当微生物净水缓释体放置于水中，孔隙内的微生物净水菌或菌群复活， 并开始繁殖，在多孔天然矿石颗粒周围生长从而形成水中的优势菌，即能在水 体局部形成具有高浓度净水菌或菌群的复合体，随水体流动，逐步吸收水中的 氨氮有机物和亚硝酸盐等，达到净水的目的；特别是，多孔天然矿石颗粒作为 微生物菌的载体，在与微生物菌结合的同时还具有较佳的缓释功能。多孔天然 矿石颗粒的孔隙表面通过物理吸附作用与微生物净水菌或菌群结合，这个结合 力比一般的陶粒载体或其他载体的强，因此微生物菌在多孔天然矿石颗粒的孔 隙内着床后不会在水流冲击下轻易脱落，同时这个结合力比上述的功能化陶粒 载体的弱，因此随水体流动时，多孔天然矿石颗粒能缓慢释放孔内的活菌(根 据孔径大小的不同，释放周期一般在15天 30天)，释放的活菌快速发挥净水 作用的同时，也被水稀释或冲散，因此也不会对水体原有的生态环境造成破坏 或其他不良影响。上述微生物净水缓释体须在干燥或接近干燥的状态下保存，使用时，置入 需要进行净化处理的水体中。所述的多孔天然矿石颗粒优选桎石、沸石或硅藻土，这些多孔天然矿石的 孔隙非常多，不仅更有利于着床，同时也具有更好的缓释功能。所述的多孔天然矿石颗粒为球体状或近似球体状。因为球体状的微生物净水缓释体，放置水中，耐冲击性能好，更适合于流动水域。所述的微生物净水菌或菌群为能够有效降解水中氨氮和亚硝酸盐且对人畜 和其他生物无害的有益菌或菌群，例如常用的有芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、 硝化类菌、放线菌等有益菌，以及这些有益菌的复合菌群。已着床于多孔天然矿石颗粒的孔隙中的微生物净水菌或菌群通过粘合剂与 多孔天然矿石颗粒粘合，所述的粘合剂在干燥时能起到粘合效果，但遇水会崩 解。该粘合剂能够使得微生物菌的着床更稳定，同时不会影响到缓释效果。一 般粘合剂选用由天然材料制成的，优选糊精。本专利技术还提供了制备上述微生物净水缓释体的方法，其中，首先选取适用 于固体发酵的微生物净水菌或菌群、10目 60目多孔天然矿石颗粒、以及适用 于所述微生物净水菌或菌群的固体培养基，制备步骤如下(1) 向所述固体培养基中加入多孔天然矿石颗粒和适量生石灰水后充分混 合均匀后，对所得的固体混合物进行高压灭菌，所述的适量生石灰水能将所述 混合物的PH值调节在6. 5 7. 2;(2) 灭菌后的固体混合物冷却至25'C 40'C后，将培养合格的微生物净水 菌或菌群接种在所述固体混合物上进行发酵培养直至多孔天然矿石颗粒的孔隙 中长满或接近长满菌，接种量在lX106 6X106个/g，所述发酵培养的条件无 菌，温度28。C 40'C ，湿度45% 60% ， PH值保持在6. 5 8. 5，发酵时间30h 48h;(3) 对步骤(2)所得的发酵物进行干燥，干燥温度为30'C 5(TC，当发 酵物水分含量不大于10%时，干燥完成，所述的粘合剂在干燥时能起到粘合效 果，但遇水崩解；(4) 对步骤(3)所得的干燥好的发酵物进行过筛，使得长满或接近长满 菌的多孔天然矿石颗粒与其他物质分开，得到的长满或接近长满菌的多孔天然 矿石颗粒即微生物净水缓释体。所述的多孔天然矿石颗粒优选桎石、沸石或硅藻土。 所述的多孔天然矿石颗粒优选球体状或近似球体状。所述的微生物净水菌或菌群为能够有效降解水中氨氮和亚硝酸盐且对人畜和其他生物无害的有益菌或菌群。步骤(4)中，可以在干燥后期向发酵物喷洒粘合剂，使所述的粘合剂均匀洒在多孔天然矿石上，所述的粘合剂优选糊精。对步骤(4)过筛得到的长满或接近长满菌的多孔天然矿石颗粒置入混合机 进行均匀混合后，导入压片机中进行压片，可将其压制成球状、片状或圆柱状。具体实施方式以下结合实施例来进一步阐述本专利技术的。实施例1首先进行材料的选取微生物菌选用芽孢杆菌，多孔天然矿石颗粒选用20目的桎石颗粒，固体培养基选用麸皮、豆粕、玉米粉、米糠的混合物(要求麸皮、豆粕、玉米粉、米糠无杂质、无霉变，且各组分的重量比如下麸皮豆 粕玉米粉=6.5 8: 1 2.5: 1 1.5),多孔天然矿石与固体培养基之间的重 量比为l: 2左右，固体培养基中添加了少量的微量元素，且经过灭菌后使用。 制备步骤如下(1) 向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微生物净水缓释体，其特征在于：所述的微生物净水缓释体包括多孔天然矿石颗粒、着床于所述多孔天然矿石颗粒的孔隙中的微生物净水菌或菌群、以及在着床前已附着于所述多孔天然矿石颗粒孔隙中的供所述微生物净水菌或菌群使用的固体培养基，所述的多孔天然矿石颗粒的大小为１０目～６０目，所述的微生物净水菌或菌群适用于固体发酵。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭大磊，孙玉华，吴自荣，乔鹏，张鲲鹏，
申请(专利权)人：昆山工研院华科生物高分子材料研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]