一种包埋脱氮硫杆菌的高强度固定化微球的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种包埋脱氮硫杆菌的高强度固定化微球的制备方法，其包括以下步骤，（1）获得脱氮硫杆菌的水溶液；（2）将聚乙烯醇和海藻酸钠加入水中，加热中使其变成粘稠液体，冷却后向其中加入火山岩粉，得到火山岩粉改性聚乙烯醇复合海藻酸钠包埋剂；（3）将牡蛎壳研磨成牡蛎粉；（4）步骤（3）得到的牡蛎粉和步骤（1）得到的湿菌体混合制得用于包埋的包埋体；（5）将包埋体和包埋剂混合均匀，滴加到交联剂中反应，直到凝固成球形获得固定化微球；（6）得到包埋脱氮硫杆菌的高强度固定化微球。本发明专利技术的固定化微球具有较高的机械强度和弹性，增强了水凝胶的使用寿命，具有很高的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种包埋脱氮硫杆菌的高强度固定化微球的制备方法
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的高强度固定化微球的制备方法。
技术介绍
自养反硝化逐渐成为目前研究的热点，而自养反硝化中，硫自养反硝化具有一定的代表性，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污水的时与利用异养型兼性厌氧的细菌的传统反硝化相比，具有产泥量极少、无需外加碳源、运行操作费用低的优点。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。微生物包埋固定化技术在废水处理中的应用具有生物量高，优势菌种明显，流失少，处理装置占地少，产泥量低等优点，可使系统在更苛刻的条件下获得更好的处理效果，但是传统微生物包埋如海藻酸钠包埋具有机械强度低，抗降解能力差，凝胶网络的空隙尺寸大，不适宜多种微生物的包埋的缺点；聚乙烯醇包埋具有成型困难，易出现粘连现象且在实际应用中存在较大的水溶胀性，久而久之会导致强度大大减弱的缺点。针对这一问题，需要开发一种能够提高脱氮硫杆菌包埋及提高其固定化微球强度的方法。
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的高强度固定化微球的制备方法，制得的包埋脱氮硫杆菌固定化微球去除水中NO3-N效果好且菌种不易流失，本专利技术的固定化微球具有较高的机械强度和弹性，增强了水凝胶的使用寿命，具有很高的实际应用价值。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：本专利技术提供了一种包埋脱氮硫杆菌的高强度固定化微球的制备方法，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，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）将聚乙烯醇和海藻酸钠加入水中，在95-99℃水浴加热中使其变成粘稠液体，然后冷却到50-60℃，向其中加入火山岩粉，冷却之后在115-125℃下高温灭菌，得到火山岩粉改性聚乙烯醇复合海藻酸钠包埋剂；（3）将牡蛎壳研磨成牡蛎粉，然后灭菌；（4）步骤（3）得到的牡蛎粉和步骤（1）得到的湿菌体混合均匀后吸附10-20min后，制得用于包埋的包埋体；（5）将步骤（4）得到的包埋体和步骤（2）得到的灭菌之后的包埋剂混合均匀，滴加到交联剂中反应，直到凝固成球形获得固定化微球；所述包埋体和包埋剂的质量比8:1-10:1，滴加到交联剂中反应，交联剂过量。（6）将步骤（5）得到的固定化微球用去离子水洗涤后，在-20℃下冷冻保存，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高强度固定化微球。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（1）中，离心机转速为3000-4000r/min，离心时间为5-8min。进一步地，步骤（2）中得到火山岩粉改性聚乙烯醇复合海藻酸钠包埋剂中，聚乙烯醇的质量分数为7.5%-10%，海藻酸钠的质量分数为0.8%-3%，火山岩粉的质量分数为0.5%-5%，余量为水；冷却温度为20-26℃。进一步地，步骤（2）中火山岩粉粒径为30-45μm。进一步地，步骤（3）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95-100℃下烘干，然后用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牡蛎壳然后烘干；步骤（3）中，灭菌为将在紫外灯下照射25-30min。进一步地，所述盐酸的质量分数为3%-5%；洗净后将牡蛎壳研磨粉碎成40-60目，然后在120-160℃下烘干。进一步地，步骤（4）中，步骤（3）得到的牡蛎粉和步骤（1）得到的湿菌体的质量比为8:1-10:1。进一步地，步骤（5）中，所述交联剂为饱和硼酸和氯化钙的混合溶液，其中氯化钙的质量分数为2%-5%。进一步地，步骤（6）中，冷冻保存时间为24-48h；冷冻期间解冻和最后解冻的温度均为0℃-3℃。本专利技术积极效果如下：（1）在聚乙烯醇和海藻酸钠水凝胶中加入了火山岩粉，火山岩粉的主要成分二氧化硅以无定型状态均匀分布于水凝胶基质中，聚乙烯醇分子中O-H与火山岩分子中的O-H、Al-H及水分子中的O-H之间易形成氢键而形成三维体系的网络结构，大大提高了水凝胶的机械强度和弹性，增强了水凝胶的使用寿命，具有很高的实际应用价值。（2）火山岩粉具有很强的吸附力，可以起到吸附水中可以提高NO3－-N的吸附率，增强处理效果。（3）牡蛎壳粉具有很好的亲水性以及生物亲和性，可以起到富集脱氮硫杆菌的效果增加其浓度，也可以提供脱氮硫杆菌所需要的微量元素。附图说明图1为模拟升流式固定床反应器。1反应器本体、2恒温水浴套、3第一出水口、4第二出水口、5第一蠕动泵、6恒温水浴箱、7第二蠕动泵、8进水箱。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的高强度固定化微球的制备方法，其包括以下步骤，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；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，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5.5份，硝酸钾2份，碳酸氢钠2份，磷酸二氢钾1.5份，六水合氯化镁1份。步骤（1）中，离心机转速为3500r/min，离心时间为6min。（2）将聚乙烯醇和海藻酸钠加入水中，在97℃水浴加热中使其变成粘稠液体，然后冷却到55℃，向其中加入火山岩粉，冷却之后在120℃下高温灭菌，得到火山岩粉改性聚乙烯醇复合海藻酸钠包埋剂；得到火山岩粉改性聚乙烯醇复合海藻酸钠包埋剂中，聚乙烯醇的质量分数为10%，海藻酸钠的质量分数为0.8%，火山岩粉的质量分数为3%，余量为水；冷却温度为23℃。步骤（2）中火山岩粉粒径为30-45μm。（3）将牡蛎壳研磨成牡蛎粉，然后灭菌；步骤（3）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55h，浸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包埋脱氮硫杆菌的高强度固定化微球的制备方法，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高强度固定化微球的制备方法，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）将聚乙烯醇和海藻酸钠加入水中，在95-99℃水浴加热中使其变成粘稠液体，然后冷却到50-60℃，向其中加入火山岩粉，冷却之后在115-125℃下高温灭菌，得到火山岩粉改性聚乙烯醇复合海藻酸钠包埋剂；
（3）将牡蛎壳研磨成牡蛎粉，然后灭菌；
（4）步骤（3）得到的牡蛎粉和步骤（1）得到的湿菌体混合均匀后吸附10-20min后，制得用于包埋的包埋体；
（5）将步骤（4）得到的包埋体和步骤（2）得到的灭菌之后的包埋剂混合均匀，所述包埋体和包埋剂的质量比8:1-10:1，滴加到交联剂中反应，直到凝固成球形获得固定化微球；
（6）将步骤（5）得到的固定化微球用去离子水洗涤后，在-20℃下冷冻保存，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高强度固定化微球。


2.根据权利要求1所述的一种包埋脱氮硫杆菌的高强度固定化微球的制备方法，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2所述的一种包埋脱氮硫杆菌的高强度固定化微球的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，离心机转速为3000-4000r/min，离心时间为5-8min...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳芳，刘晓帅，高玮，李再兴，吕建伟，吕永涛，
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