一种固定化粘红酵母菌复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有吸附

【技术实现步骤摘要】
一种固定化粘红酵母菌复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于有机物污染废水的处理领域，具体涉及一种利用固定化粘红酵母菌复合材料去除水中阿特拉津的方法。

技术介绍

[0002]阿特拉津(C8H
14
ClN5)是一种典型的有机含氮类除草剂，在控制阔叶杂草和一部分禾本科杂草方面具有优异的效果。如今，阿特拉津已被归类为一种内分泌干扰物，会对人类的内分泌系统和免疫系统构成严重威胁，长期暴露于这种环境中会增加患癌的风险。由于阿特拉津具有环境持久性、高迁移率和较长的半衰期，经常在土壤、地下水和地表水中检测到其残留物，严重危害人类健康和生态环境。
[0003]基于阿特拉津在环境中特别是水环境中的难降解性以及对生态系统的危害，已有多种方法用于去除水中的阿特拉津，其中最常用的是物理化学方法，如吸附、电催化、高级氧化、膜过滤等技术。然而这些物理化学方法的缺点包括但不限于污染物的不完全去除、成本高、耗时长、产生污泥和高能耗等。因此，有必要寻找操作方便、经济有效的替代技术。生物法因其操作简单、成本低廉而被广泛应用。在应用时，微生物在污染物中的耐受能力，以及对目标污染物的去除能力，决定了该微生物对特定污染物的作用效果。目前，研究人员已经发现不少可以去除阿特拉津的微生物，如酵母菌、红萍红球菌、假单胞菌、白腐真菌、枯草芽孢杆菌。作为一种较为常用的环境修复微生物，粘红酵母菌在水污染治理中应用较为广泛。然而，利用游离的粘红酵母菌来处理污染物的技术还存在一些缺陷，如污染物的毒性会导致粘红酵母菌生长缓慢，且粘红酵母菌对环境因素的改变反应较为敏感，此外游离的粘红酵母菌的稳定性较低，使用寿命短，且不易分离回收，存在二次污染问题。
[0004]对于粘红酵母菌在应用中存在的不足，许多研究工作者做了不少工作，特别是采用固定化技术对粘红酵母菌固定从而避免其使用缺陷。如专利CN1884561A“一种异麦芽酮糖醇的制备方法”公开了一种利用固定化酵母菌来提高蔗糖原料利用率以及生产效益的新方法；文献“响应面法优化微胶囊固定化粘红酵母生产L
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苯丙氨酸的工艺条件”(化学与生物工程,2013,30:57
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60)研究了固定化粘红酵母制备氨基酸L
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苯丙氨酸的方法，并通过响应面法对转化条件进行了优化；文献“Using ammonium
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tolerant yeast isolates:Candida halophila and Rhodotorula glutinis to treat high strength fermentative wastewater”(Environmental Technology,2003,33:589
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595)研究制备了固定化粘红酵母并用于处理高浓度发酵废水中的有机物。这些文献大多都是关于利用固定化粘红酵母菌来生产酒精、制备氨基酸或者处理易降解有机物等，而关于利用固定化粘红酵母菌对处理难降解有机废水还很少有研究，且现有的报道都是单一的固定粘红酵母菌这一种活性物质，外加其他的活性物质还未见有关报道和应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术是针对游离微生物在有机物污染废水治理中的不足，提供一种利用固定化
技术将活性炭和粘红酵母菌共同固定的制备方法，通过结合活性炭的物理吸附和粘红酵母的生物降解作用制得了新型功能复合材料。该复合材料在应用时，可解决游离微生物存在的缺陷，提高对阿特拉津去除效果，降低处理成本，并减少二次污染。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供了一种固定化粘红酵母菌复合材料，是以粘红酵母菌和活性炭为活性物质，外面包裹有含海藻酸钠、氯化钙和膨润土的固化剂。
[0007]作为一个总的技术构思，本专利技术还提供了上述的固定化粘红酵母菌复合材料的制备方法，包括以下操作步骤：
[0008]步骤一，将粘红酵母菌在YPD固体培养基中于28℃条件下培养48h，进行活化，挑取粘红酵母孢子均匀分散于无菌生理盐水中，配成含粘红酵母菌为2.5
×
106CFU/mL的菌悬液。
[0009]步骤二，将两种粒径都在0.15mm及以下的活性炭粉末和膨润土与步骤1得到的粘红酵母菌悬液混合，再加入到海藻酸钠溶液中，得到混合液。
[0010]步骤三，用滴定器将上述混合液逐滴加入无菌CaCl2溶液中进行交联固化反应。
[0011]步骤四，固化结束后转移至察式培养基中于25～30℃的温度下培养24～48h，然后用无菌水过滤洗涤，得到固定化粘红酵母菌复合材料。
[0012]上述的制备方法，优选的，步骤一中YPD固体培养基的配方为：葡糖糖10g、蛋白胨10g、酵母提取物5g、琼脂20g、蒸馏水1000mL、pH为7.0。
[0013]上述的制备方法，优选的，步骤二中活性炭的制备方法为：将活性炭用浓度为0.5～1.0mol/L的氢氧化钠溶液浸泡12～48小时，过滤后用超纯水冲洗3～5次，然后再用浓度为0.5～1.5mol/L的盐酸溶液浸泡12～48小时，之后用超纯水冲洗3～5次，于80℃烘箱中干燥，最后研磨过筛得到粒径d≤0.15mm的活性炭，装袋备用。
[0014]上述的制备方法，优选的，步骤二中每100mL混合液中活性炭(m1)、膨润土(m2)、海藻酸钠(m3)和粘红酵母菌悬液(v1)四者之比为m1:m2:m3:v1＝(0.5～2)g:(0.5～3)g:(1～4)g:(5～40)mL。
[0015]上述的制备方法，优选的，步骤三中CaCl2的浓度为2～6％(w/v)，混合液和CaCl2溶液的体积比为1:(5～20)，固化反应的温度为4～10℃，反应时间为24～36h。
[0016]作为本专利技术的同一技术构思，本专利技术还提供了一种采用前述的固定化粘红酵母菌复合材料或采用前述制备方法制得的固定化粘红酵母菌复合材料应用，包括以下步骤：将固定化粘红酵母菌复合材料加入阿特拉津废水中，以阿特拉津作为碳源，并加入营养元素，进行恒温培养24h以上，完成对阿特拉津废水的处理。
[0017]上述的应用，优选的，所述阿特拉津废水的pH为3～10，所述恒温培养的温度为25～30℃，固定化粘红酵母菌复合材料的添加量为100mL废水添加0.5～4g。
[0018]上述的应用，优选的，营养元素配方为：硝酸钠3g/L、磷酸氢二钾1g/L、硫酸镁(MgSO4·
7H2O)0.5g/L、氯化钾0.5g/L、硫酸亚铁0.01g/L。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020](1)本专利技术提出了一种基于固定化技术，将活性炭和粘红酵母菌共同固定在一个小球内并且通过控制不同的粘红酵母接种量和活性炭添加量来优化污水中阿特拉津的去除率，从而开发一种经济高效、环境友好的污水处理新材料。
[0021](2)本专利技术使用固定化粘红酵母菌复合材料，同时发挥了活性炭的吸附作用和粘
红酵母菌的生物降解作用，不仅提高了阿特拉津的去除效率，同时提高了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固定化粘红酵母菌复合材料，其特征在于，所述的固定化粘红酵母菌复合材料是以粘红酵母菌和活性炭为活性物质，海藻酸钠、氯化钙和膨润土为固化剂。2.一种固定化粘红酵母菌复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将活性炭和膨润土与粘红酵母菌悬液混合，再加入到海藻酸钠溶液中，得到混合液；(2)将上述(1)得到的混合液逐滴加入到无菌CaCl2溶液中进行固化反应；(3)固化结束后转移至察式培养基中于25～30℃的温度下培养24～48h，得到固定化粘红酵母菌复合材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述的活性炭粒径d≤0.15mm，膨润土的粒径d≤0.15mm，粘红酵母菌悬液浓度为2.5
×
106CFU/mL，每100mL混合液中活性炭(m1)、膨润土(m2)、海藻酸钠(m3)和粘红酵母菌悬液(v1)四者之比为m1:m2:m3:v1＝(0.5～2)g:(0.5～3)g:(1～4)g:(5～40)mL。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，活性炭的制备方法为：将活性炭用浓度为0.5～1.0mol/L的氢氧化钠溶液浸泡12～48小时，过滤后用超纯水冲洗3～5次，然后再用浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：何慧军，刘丹霞，邹建梅，刘崇敏，杨晓龙，张琳，汤奕彦，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：