CN102674561B

CN102674561B - 一种用于海水养殖废水处理的固定化小球的制备方法

Info

Publication number: CN102674561B
Application number: CN 201210173612
Authority: CN
Inventors: 马甡; 单洪伟; 高磊; 刘超
Original assignee: Ocean University of China
Current assignee: Ocean University of China
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2032-05-30
Also published as: CN102674561A

Abstract

一种用于海水养殖废水处理的固定化小球的制备方法，其特征在于首先得到芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌液，再筛选出特定长度的甘蔗渣后进行高压灭菌处理，然后把海藻酸钠溶解到水中；另将海藻酸钠与甘蔗渣混在一起，再加入上述芽孢杆菌(Bacills sp.)菌液，搅拌，将混合物缓慢滴入氯化钙水溶液中形成小球；最后在冷藏条件下交联，交联完成后取出小球，冲洗干净得到固定化小球。本发明制备出来的固定化小球在水中有良好的稳定性，包埋上述芽孢杆菌(Bacills sp.)对养殖废水具有很强的处理能力。制备方法简单可行，便于操作，制备成本低，它在海水养殖废水处理中具有很强的实际应用价值。

Description

一种用于海水养殖废水处理的固定化小球的制备方法

技术领域

本发明属于海水养殖废水处理领域，特别是涉及一种用于海水养殖废水处理的固定化小球的制备方法，它把海藻酸钠和甘蔗渣作为包埋材料，包埋芽孢杆菌(Bacillus sp.)，形成固定化小球，用于处理海水养殖中产生的废水。

背景技术

海水养殖中的废水处理已越来越引起人们的重视，特别是在养殖废水处理中，细菌固定化技术的高效性，已经越来越引起人们的关注。人们利用多种材料，把不同的微生物固定于特定范围中去，利用微生物降解作用达到处理海水养殖废水的目的。目前，利用的材料有聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）和羟甲基纤维素钠（CMC）等。但用PVA包埋的小球通透性较差，不利于小球内部与外部环境的物质交换；用CMC包埋的小球牢固性不强，易于破损。相比之下，用SA包埋的小球具有通透性好，不易破损等特性，是用了比较理想的包埋材料。此外，具有高效性能的细菌与良好的材料相结合，还能够达到最好的使用效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于海水养殖废水处理的固定化小球的制备方法，它利用海藻酸钠与甘蔗渣作为包埋材料包埋芽孢杆菌(Bacillus sp.)，形成固定化小球，能满足海水养殖废水处理所需要的高效、费用低廉、易于操作等需求。

一种用于海水养殖废水处理的固定化小球的制备方法，其特征在于首先用液体培养基培养芽孢杆菌(Bacillus sp.)，在无菌条件下离心浓缩得到芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌液；再用筛网筛选出特定长度的甘蔗渣后进行高压灭菌处理；然后把海藻酸钠加入到水中，搅拌直至完全溶解，得到海藻酸钠水溶液；另将海藻酸钠水溶液与甘蔗渣混在一起，再加入上述浓缩后的芽孢杆菌(Bacillussp.)菌液，搅拌，将所得的混合物缓慢滴入氯化钙水溶液中形成小球；最后再把含有小球的氯化钙水溶液置于冷藏条件下，使小球中的海藻酸钠与氯化钙溶液中的氯化钙交联，交联完成后取出小球，用无菌海水冲洗干净后得到固定化小球。

本发明制备出来的固定化小球在水中有良好的稳定性，固定包埋芽孢杆菌(Bacillus sp.)对养殖废水具有很强的处理能力，特别是对养殖废水中的亚硝态氮具有很强的降解能力。制备方法简单可行，便于操作，制备成本低，它在海水养殖废水处理中具有很强的实际应用价值。

具体实施方式

制备本发明的固定化小球时，首先用液体培养基培养芽孢杆菌(Bacillussp.)，在无菌条件下离心浓缩得到芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌液；再用筛网筛选出特定长度的甘蔗渣后进行高压灭菌处理；然后把海藻酸钠加入到水中，搅拌直至完全溶解，得到海藻酸钠水溶液；另将海藻酸钠水溶液与甘蔗渣混在一起，再加入上述浓缩后的芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌液，搅拌，将所得的混合物缓慢滴入氯化钙水溶液中形成小球；最后再把含有小球的氯化钙水溶液置于冷藏条件下，使小球中的海藻酸钠与氯化钙溶液中的氯化钙交联，交联完成后取出小球，用无菌海水冲洗干净后得到固定化小球。该固定化小球可用于处理海水养殖中产生的废水。

具体实施操作方式如下

1．用液体培养基培养芽孢杆菌(Bacillus sp.)18-24小时，在无菌条件下离心浓缩得到芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌液。所述液体培养基配方由1000ml蒸馏水、30g NaCl、10g蛋白胨和5g酵母提取物所组成，pH为7.4，液体培养基使用前需进行灭菌处理。

2.用筛网筛选出长度为250-500μm的甘蔗渣，并进行高压灭菌处理。此长度范围内的甘蔗渣有利于固定化小球结构的稳定。

3.把海藻酸钠溶解到含有NaCl的水溶液中，所述的NaCl水溶液的质量百分浓度范围为2.5-3%，温度为75-85℃，搅拌，直至海藻酸钠完全溶解，所得的海藻酸钠水溶液中海藻酸钠的质量百分浓度范围为2-3%，而后冷却海藻酸钠水溶液至20-25℃。

4．将海藻酸钠水溶液与甘蔗渣按体积比为3-5∶1混在一起，再加入上述浓缩后的芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌液，搅拌，充分混匀得混合物。甘蔗渣的加入对制得的固定化小球起支架的作用，能提高固定化小球在水中的稳定性。另外，芽孢杆菌(Bacillus sp.)能分泌纤维素酶，将甘蔗渣缓慢分解成碳水化合物，为细菌的生长提供碳源。调整海藻酸钠水溶液与甘蔗渣的体积比例可达到改变固定化小球在水中悬浮效果的目的。每个固定化小球包埋的芽孢杆菌(Bacillus sp.)数量在10⁵-10⁶cfu，包埋细菌量过少，固定化小球作用缓慢，包埋细菌量过多，效果增强的不明显，还造成浪费。

5.将上述所得混合物缓慢滴入含有质量百分浓度范围为4-6%的氯化钙水溶液中形成小球，一边滴入一边缓慢搅动含有小球的氯化钙水溶液，滴入过程完成后，把含有小球的氯化钙水溶液放置于4-6℃条件下，使小球中的海藻酸钠与氯化钙水溶液中的氯化钙进行交联。交联4-12小时后，用无菌海水冲洗数次，以清洗掉小球表面的氯化钙溶液。依照本方法制备出来的固定化小球直径为4.31±0.5mm。

得到的固定化小球放入4-6℃条件下储存备用。4-6℃条件下细菌生长缓慢，有利于芽孢杆菌(Bacillus sp.)活性的维持。

本发明制备的固定化小球对海水养殖产生的废水具有很强的处理能力，特别是对养殖废水中的亚硝态氮具有很强的降解能力。在初始亚硝态氮浓度为9.16mg/l时，按海水养殖产生的废水水体体积百分数为10%的比例加入固定化小球，24小时之内，亚硝态氮去除率达到60%。

上述的芽孢杆菌(Bacillus sp.)来自浙江省舟山市对虾养殖池塘的底泥中，经过纯化筛选获得。上述芽孢杆菌(Bacillus sp.)在LB固体培养基上形成为圆形菌落,表面光滑，边缘整齐,表面湿润,白色,不透明，革兰氏染色呈阳性，研究发现本发明筛选到的菌株具有很好的降解效果。上述选用筛选的芽孢杆菌(Bacillus sp.)名称为Shan-1，已于2012年5月7日保藏在位于北京朝阳区北辰西路1号院3号的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC NO.6084。

Claims

1.一种用于海水养殖废水处理的固定化小球的制备方法，其特征在于首先用液体培养基培养芽孢杆菌(Bacillus sp.)，在无菌条件下离心浓缩得到芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌液；再用筛网筛选出特定长度的甘蔗渣后进行高压灭菌处理；然后把海藻酸钠加入到水中，搅拌直至完全溶解，得到海藻酸钠水溶液；另将海藻酸钠水溶液与甘蔗渣混在一起，再加入上述浓缩后的芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌液，搅拌，将所得的混合物缓慢滴入氯化钙水溶液中形成小球；最后再把含有小球的氯化钙水溶液置于冷藏条件下使小球中的海藻酸钠与氯化钙溶液中的氯化钙交联，交联完成后取出小球，用无菌海水冲洗干净后得到固定化小球;所述的芽孢杆菌(Bacillus sp.)保藏编号为CGMCC NO.6084，且每个固定化小球包埋的菌数为10⁵-10⁶cfu；所述的海藻酸钠水溶液的质量百分浓度范围为2-3%；所述甘蔗渣的特定长度范围为250-500μm；海藻酸钠水溶液与甘蔗渣混在一起的体积比为3-5：1。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述氯化钙水溶液的质量百分浓度范围为4-6%。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述固定化小球的直径为4.31±0.5mm。