一种包埋脱氮硫杆菌的固定化颗粒的制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种包埋脱氮硫杆菌的固定化颗粒制备方法，其包括以下步骤，（1）脱氮硫杆菌的水溶液；（2）得到牡蛎粉；（3）将步骤（1）得到的湿菌体和步骤（2）得到的牡蛎粉混合，得到包埋体；（4）将聚乙烯醇溶于水，加热得到包埋剂溶液；将所述包埋剂溶液冷却后加入硫磺，得到包埋剂，灭菌后冷却至室温，获得包埋溶液；（5）包埋体和包埋溶液混合均匀后，滴加到交联剂中反应，形成胶状物。（6）得到包埋脱氮硫杆菌的固定化颗粒。本发明专利技术制得的包埋脱氮硫杆菌固定化颗粒去除水中NO

【技术实现步骤摘要】
一种包埋脱氮硫杆菌的固定化颗粒的制备方法和应用
本专利技术属于废水处理领域，尤其涉及一种包埋脱氮硫杆菌固定化颗粒的制备方法及其在废水处理尤其是在低C/N废水中的应用。
技术介绍
硝酸盐氮(NO3-N)污染是造成水体富营养化的重要原因之一。随着社会的发展和城市化进程的加速，NO3-N污染已成为陆地水生态系统中一个严重的环境问题。去除水中NO3-N的方法包括物化法和生物法，其中生物反硝化过程是相对经济、高效的脱氮技术，但实际污水中较低的有机物浓度是制约反硝化脱氮效果重要因素。硫自养反硝化工艺能弥补传统工艺的不足，其利用脱氮硫杆菌，在缺氧条件下以单质硫作为电子供体，NO3-N作为电子受体，从而实现反硝化脱氮的过程。在处理低C/N污水的实际工程中，硫自养反硝化技术比传统脱氮工艺中更具优势，如产泥量极少、无需外加碳源、运行操作费用低等。然而，硫自养反硝化技术还面临许多新的挑战，如效率不高、菌种易流失，对温度和pH值等因素的变化比较敏感等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种包埋脱氮硫杆菌固定化颗粒的制备方法，制得的包埋脱氮硫杆菌固定化颗粒去除水中NO3-N效果好且菌种不易流失，该包埋脱氮硫杆菌固定化颗粒可以在应用在低C/N废水中。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：本专利技术提供给了一种包埋脱氮硫杆菌的固定化颗粒制备方法，其包括以下步骤，（1）将脱氮硫杆菌接种到水性培养基中培养，得到脱氮硫杆菌的水溶液，得到的脱氮硫杆菌的水溶液中脱氮硫杆菌的浓度大于108CFU/ml，然后离心得到湿菌体；（2）将牡蛎壳研磨至40-60目，然后灭菌后得到牡蛎粉；（3）将步骤（1）得到的湿菌体和步骤（2）得到的牡蛎粉混合，吸附10-20min，得到包埋体；（4）将聚乙烯醇溶于水，加热成为黏稠液体，得到包埋剂溶液；然后将所述包埋剂溶液冷却至25-35℃，加入硫磺，得到包埋剂；然后将包埋剂灭菌后冷却至室温，获得包埋溶液；（5）将步骤（3）得到的包埋体和步骤（4）得到的包埋溶液混合均匀后，滴加到交联剂中反应，直到凝固成球形且粒径为2-4mm的胶状物。（6）将步骤（5）得到的胶状物用去离子水洗涤后，在-20℃下冷冻保存24-48h，冷冻期间解冻风干1-2次，最后解冻得到包埋脱氮硫杆菌的固定化颗粒。进一步地，步骤（1）中，将脱氮硫杆菌接种培养基中，脱氮硫杆菌的接种量为10%，调节所述培养基的pH到7.0，121℃下灭菌30min，控温28-32℃，培养12-24h，得到的脱氮硫杆菌的水溶液中脱氮硫杆菌的浓度大于108CFU/ml，最后离心得到湿菌体；所述培养基包括以下重量份的组分，去离子水1000份，五水合硫代硫酸钠5-6份，硝酸钾2-3份，碳酸氢钠1-2份，磷酸二氢钾1-2份，六水合氯化镁0.5-1份；进一步地，步骤（2）中，将牡蛎壳先在水中冲洗去除泥沙，然后在水中浸泡，浸泡时间为48-72h，浸泡完成后捞出后在95-105℃下烘干，然后用质量分数为2-5%的盐酸将牡蛎壳表面清洗干净，最后，用蒸馏水将牡蛎壳表面的残余盐酸洗净；洗净后将牡蛎壳研磨粉碎成40-60目，然后在200℃下烘干；步骤（2）中，灭菌为将在紫外灯下照射20min。进一步地，步骤（4）中聚乙烯醇溶于水后，聚乙烯醇的质量分数为7.5%-10%。进一步地，步骤（4）中，聚乙烯醇溶于水后，在80-110℃加热5-10min后成为黏稠液体，得到包埋剂溶液；所述硫磺过18~60目筛，获得0.25~1.00mm粒径的硫磺颗粒，将所述包埋剂溶液冷却至25-35℃，加入所述硫磺颗粒，得到包埋剂，然后将包埋剂在121℃,0.12MPa灭菌20min后冷却至室温，获得包埋溶液。进一步地，步骤（5）中，所述交联剂为饱和硼酸溶液，先将交联剂的pH值用碳酸钠调为6.7-7.0，然后将步骤（3）得到的包埋体和步骤（4）得到的包埋溶液混合均匀后滴加到调节好pH值的交联剂中，在交联剂中反应24-36h，得到凝固成球形且粒径为2-4mm的胶状物。步骤（6）中，冷冻期间解冻温度为-1℃～3℃，每次风干时间为1-2h，最后在-1℃～3℃下解冻得到脱氮包埋固定化颗粒。进一步地，步骤（1）中，离心机转速为3000-4000r/min，离心时间为5-8min。进一步地，各组分的质量比为，湿菌体：牡蛎粉：包埋剂溶液：硫磺：交联剂=1-2：9-10：8-9：3-4：2-3。本专利技术还提供了上述制备方法制得的包埋脱氮硫杆菌固定化颗粒在低C/N废水中的应用。所述低C/N废水中C/N质量比为3-5:1。本专利技术积极效果如下：（1）容易获得高浓度的脱氮硫杆菌溶液，将其中的脱氮硫杆菌吸附于牡蛎壳粉后，牡蛎壳粉的微孔结构为微生物提供了栖息场所，使得微生物浓度增加，同时，牡蛎壳粉也为脱氮硫杆菌提供必要的微量元素，且牡蛎壳粉中贝壳素能够保护微生物免收外界化学物品的腐蚀，微生物经过包埋固定化后NO3-N的去除效率大大增加；（2）本专利技术将聚乙烯醇作为包埋剂溶液，本专利技术提供一种新型的微生物包埋固定化载体，该载体对微生物无毒、价格低廉，聚乙烯醇作为包埋剂增加了包埋菌的机械强度，牡蛎壳粉的添加改进了聚乙烯醇的低剪切粘度，使包埋剂更易塑形，从而提高微生物包埋率。（3）硫磺价格便宜、原材料宜于获取、低毒，亲水性好，可以作为硫自养反硝化的硫源，硫磺作为包埋添加剂可以重复利用脱氮硫杆菌，进行多次包埋，避免硫源的投加。具体实施方式实施例1本专利技术提供了一种包埋脱氮硫杆菌固定化颗粒的制备方法，其包括以下步骤，（1）将脱氮硫杆菌接种到水性培养基中培养，得到脱氮硫杆菌的水溶液，直到得到脱氮硫杆菌的水溶液中脱氮硫杆菌的浓度大于108CFU/ml，然后离心得到湿菌体；脱氮硫杆菌在水性培养基中的培养方式为：步骤（1）中，将脱氮硫杆菌接种培养基中，脱氮硫杆菌的接种量为10%，用氢氧化钠调节所述培养基的pH到7.0，121℃下灭菌30min，控温30℃，培养20h，得到的脱氮硫杆菌的水溶液中脱氮硫杆菌的浓度大于108CFU/ml，该培养基和培养环境为脱氮硫杆菌的生长提供了优良的环境，使脱氮硫杆菌能够快速增殖，最后离心得到湿菌体；离心采用冷冻高速离心机离心，所述冻高速离心机转速为3500r/min，离心时间为6min。所述培养基包括以下重量份的组分，去离子水1000份，五水合硫代硫酸钠6份，硝酸钾2份，碳酸氢钠2份，磷酸二氢钾1份，六水合氯化镁0.8份；由此，步骤（1）可以高效地获得脱氮硫杆菌的水溶液，并离心得到湿菌体。（2）将牡蛎壳研磨至50目，然后灭菌后得到牡蛎粉；为了获得高质量的牡蛎粉，牡蛎壳在研磨前先进行清洗，然后研磨，灭菌。对牡蛎粉的获得方式为：步骤（2）中，将牡蛎壳先在水中冲洗去除泥沙，然后在水中浸泡去除牡蛎壳表面的盐分，浸泡时间为60h，浸泡完成后捞出后在100℃下烘干，然后用质量分数为4%的盐酸将牡蛎壳表面清洗干净，最后，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包埋脱氮硫杆菌的固定化颗粒制备方法，其特征在于：其包括以下步骤，/n（1）将脱氮硫杆菌接种到水性培养基中培养，得到脱氮硫杆菌的水溶液，得到的脱氮硫杆菌的水溶液中脱氮硫杆菌的浓度大于10

【技术特征摘要】
1.一种包埋脱氮硫杆菌的固定化颗粒制备方法，其特征在于：其包括以下步骤，
（1）将脱氮硫杆菌接种到水性培养基中培养，得到脱氮硫杆菌的水溶液，得到的脱氮硫杆菌的水溶液中脱氮硫杆菌的浓度大于108CFU/ml，然后离心得到湿菌体；
（2）将牡蛎壳研磨至40-60目，然后灭菌后得到牡蛎粉；
（3）将步骤（1）得到的湿菌体和步骤（2）得到的牡蛎粉混合，吸附10-20min，得到包埋体；
（4）将聚乙烯醇溶于水，加热成为黏稠液体，得到包埋剂溶液；然后将所述包埋剂溶液冷却至25-35℃，加入硫磺，得到包埋剂；然后将包埋剂灭菌后冷却至室温，获得包埋溶液；
（5）将步骤（3）得到的包埋体和步骤（4）得到的包埋溶液混合均匀后，滴加到交联剂中反应，直到凝固成球形且粒径为2-4mm的胶状物;
（6）将步骤（5）得到的胶状物用去离子水洗涤后，在-20℃下冷冻保存24-48h，冷冻期间解冻风干1-2次，最后解冻得到包埋脱氮硫杆菌的固定化颗粒。


2.根据权利要求1所述的一种包埋脱氮硫杆菌的固定化颗粒的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，将脱氮硫杆菌接种培养基中，脱氮硫杆菌的接种量为10%，调节所述培养基的pH到7.0，121℃下灭菌30min，控温28-32℃，培养12-24h，得到的脱氮硫杆菌的水溶液中脱氮硫杆菌的浓度大于108CFU/ml，最后离心得到湿菌体；
所述培养基包括以下重量份的组分，去离子水1000份，五水合硫代硫酸钠5-6份，硝酸钾2-3份，碳酸氢钠1-2份，磷酸二氢钾1-2份，六水合氯化镁0.5-1份。


3.根据权利要求1所述的一种包埋脱氮硫杆菌的固定化颗粒的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，将牡蛎壳先在水中冲洗去除泥沙，然后在水中浸泡，浸泡时间为48-72h，浸泡完成后捞出后在95-105℃下烘干，然后用质量分数为2-5%的盐酸将牡蛎壳表面清洗干净，最后，用蒸馏水将牡蛎壳表面的残余盐酸洗净；洗净后将牡蛎壳研磨粉碎成40-60目...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳芳，刘晓帅，李再兴，高玮，吕永涛，吕建伟，
申请(专利权)人：河北科技大学，河北华药环境保护研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13