【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于生物表面活性剂菌的固定化矿用微生物促进剂及其制备方法，属于煤矿防尘、抑尘。
技术介绍
1、为解决煤尘污染问题研究开发无二次污染、抑尘效果好、价格低廉的抑尘剂迫在眉睫。化学抑尘剂通过多种化学物质结合而成，不可避免地会对原有环境中微生物的生长特性产生不利影响，且不易降解、容易造成二次污染。微生物诱导碳酸盐沉淀(micp)技术在自然界中是一种普遍的现象。据报道，通过将micp技术作用到煤尘上，生成的具有胶凝作用的碳酸盐沉淀能够将煤尘颗粒粘结，形成固结层，最终实现煤尘防治。然而，煤尘表面含有众多的疏水基团(如脂肪烃和芳香烃)，导致抑尘剂应用在煤尘上时存在润湿性差、渗透难的问题。目前，大量研究表明抑尘剂在煤尘防治领域的应用中需要添加表面活性剂，表面活性剂可以提高溶液的润湿性，从而增加抑尘材料与煤尘的接触。当喷洒微生物抑尘剂时，如果不添加表面活性剂，抑尘剂难以渗透，产生的碳酸盐沉淀只能固结煤尘表面，固结效果差，易造成二次扬尘。
2、生物表面活性剂是由微生物分泌代谢合成的一种天然表面活性化合物，并具有改善物质表面润湿性能的非均相次级代谢产物。与化学表面活性剂相比生物表面活性剂具有环境友好性、易降解等特征。因此，生物表面活性剂的添加可以增强微生物抑尘剂在煤尘中的渗透、吸附和滞留。如何将生物表面活性剂菌结合矿化技术应用到微生物的煤尘防治领域成为推动微生物抑尘剂在粉尘防治领域的发展而亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述问题，提供了一种基于生物表面活性
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种基于生物表面活性剂菌的固定化矿用微生物促进剂，包括固定化生物表面活性剂菌、固定化矿化菌、激活液和胶结剂；所述激活液和胶结剂在使用前分别独立包装。
4、优选的，所述固定化生物表面活性剂菌和固定化矿化菌的总质量与激活液、胶结剂的体积之比为(1～3)g:(65～75)ml:(5～10)ml。
5、优选的，所述固定化生物表面活性剂菌或固定化矿化菌的制备方法包括以下步骤：
6、(1)将激活液用氢氧化钠调至ph为中性，灭菌，再将活化后的生物表面活性剂菌或矿化菌接种至灭菌后的激活液中，于培养箱中培养，得到生物表面活性剂菌发酵液或矿化菌发酵液；
7、(2)分别将步骤(1)所述的生物表面活性剂菌发酵液或矿化菌发酵液依次经离心、去除上清液、加入无菌生理盐水操作，重复所述操作至少三次，得到均匀的生物表面活性剂菌菌悬液或矿化菌菌悬液；
8、(3)将固定化材料经灭菌后，加入生物表面活性剂菌菌悬液或矿化菌菌悬液中，再加入灭菌后的激活液，密封恒温培养后，得到固定化生物表面活性剂菌液或固定化矿化菌液；
9、(4)将固定化生物表面活性剂菌液或固定化矿化菌液通过过滤筛过滤，并利用冻干机进行冷冻干燥，得到固定化生物表面活性剂菌或固定化矿化菌。
10、进一步优选的，步骤(1)所述灭菌条件：于121℃灭菌20min；所述培养条件：于30℃、150rpm搅拌转速下培养48h。
11、进一步优选的，步骤(2)所述生物表面活性剂菌菌悬液和矿化菌菌悬液的浓度分别为1×107～1×108cfu/ml、1×108～1×1010cfu/ml。
12、进一步优选的，步骤(3)中所述生物表面活性剂菌菌悬液或矿化菌菌悬液与激活液的体积比为1:(99～105)。
13、进一步优选的，步骤(3)所述培养条件：于25℃，150rpm搅拌转速下培养24h。
14、进一步优选的，步骤(3)所述固定化材料的制备方法，步骤如下：
15、s1.将固定物依次经蒸馏水清洗、naoh水溶液浸泡、去离子水洗涤、干燥，得到碱处理的固定物；
16、s2.将纳米二氧化钛颗粒和超疏水涂膜材料加入激活液乙醇中分散均匀，得到乳白色悬浮液；
17、s3.将步骤s1所述碱处理的固定物浸泡于步骤s2所述悬浮液中，再经干燥，得到固定化材料。
18、更进一步优选的，步骤s1中所述naoh水溶液浓度为1～1.2mol/l，浸泡时间为24h；所述洗涤的次数为3～5次；所述干燥方法为在真空冷冻干燥箱中于65℃下干燥至恒重。
19、更进一步优选的，步骤s1中所述固定物为丝瓜络、秸秆、甘蔗渣、玉米芯中的至少一种；所述固定物的粒径为30～40mm。
20、更进一步优选的，步骤s2中所述超疏水涂膜材料为石蜡、聚四氟乙烯、石墨烯中的至少一种。
21、更进一步优选的，步骤s2：分别取2～5g纳米二氧化钛颗粒和1g超疏水涂膜材料加入100ml乙醇中，超声分散2～4h，得到乳白色悬浮液。
22、更进一步优选的，步骤s3中浸泡时间为12h；所述干燥为在60℃的烘箱中干燥24h。
23、优选的，所述生物表面活性剂菌选自短芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、地衣芽孢杆菌或棒状杆菌中的至少一种。
24、优选的，所述矿化菌选自胶冻样芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌、巴氏芽孢八叠球菌、解淀粉芽孢杆菌、球形芽孢杆菌中的至少一种。
25、优选的，所述激活液中包括nh4cl、mnso4·h2o和nicl2·6h2o，还包括酵母提取物或蛋白胨。进一步优选的，所述激活液包括下列重量份数的组分：酵母提取物或蛋白胨2000～3000份，nh4cl 1000～2000份，mnso4·h2o 100～150份、nicl2·6h2o 200～300份。
26、优选的，所述胶结剂中包含可溶性钙盐和尿素。
27、进一步优选的，所述可溶性钙盐为甲酸钙、氯化钙、乳酸钙、醋酸钙中的至少一种。
28、更进一步优选的，所述可溶性钙盐与尿素的摩尔浓度比为1:1。
29、更进一步优选的，所述可溶性钙盐的摩尔浓度为0.8～1.0mol/l。
30、所述基于生物表面活性剂菌的固定化矿用微生物促进剂的应用，用于煤尘固结，步骤如下：
31、分别取固定化生物表面活性剂菌和固定化矿化菌加入灭菌后的激活液中，恒温培养后得到复合微生物发酵液，将所述复合微生物发酵液和灭菌后的胶结剂先后喷洒至煤尘。
32、优选的，所述固定化生物表面活性剂菌和固定化矿化菌加入灭菌后的激活液中的方式为：先将1份固定化生物表面活性剂菌加入灭菌后的激活剂中，培养14h后再加入1份固定化矿化菌，继续培养10h。
33、优选的，所述复合微生物发酵液与胶结剂的体积比为(13～15):(1～2)。
34、本专利技术还提供上述固定化生物表面活性剂菌或固定化矿化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于生物表面活性剂菌的固定化矿用微生物促进剂，其特征在于，包括固定化生物表面活性剂菌、固定化矿化菌、激活液和胶结剂；所述激活液和胶结剂在使用前分别独立包装。
2.根据权利要求1所述的固定化矿用微生物促进剂，其特征在于，所述固定化生物表面活性剂菌和固定化矿化菌的总质量与激活液、胶结剂的体积之比为(1～3)g:(65～75)mL:(5～10)mL。
3.根据权利要求1所述的固定化矿用微生物促进剂，其特征在于，所述固定化生物表面活性剂菌或固定化矿化菌的制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的固定化矿用微生物促进剂，其特征在于，所述固定化材料的制备方法，步骤如下：
5.根据权利要求1所述的固定化矿用微生物促进剂，其特征在于，所述生物表面活性剂菌选自短芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、地衣芽孢杆菌或棒状杆菌中的至少一种，细菌浓度为1×107～1×108CFU/mL；优选的，所述矿化菌选自胶冻样芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巴氏芽孢八叠球菌、球形芽孢杆菌中的至少一种，细菌的浓度为1×108～1×1010CFU/mL。
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