CN106636060A - 微生物固定化载体、微生物固定化设备和微生物固定化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微生物固定化载体、微生物固定化设备和微生物固定化方法；微生物固定化载体包括聚乙烯醇、海藻酸钠、活性炭、贝壳粉、硅藻土和淀粉；微生物固定化设备包括搅拌器、螺旋挤压装置、匀速传送带、切割器、交联反应池和热风循环烘箱；本发明的固定化载体制备方法简单、易行、固定化效果好，生产工艺技术成熟、集成化程度高、操作易于控制，可以满足工业化生产需求。本发明的微生物固定化方法可以实现对固体、液体微生物材料的固定，且固定化效率高，固定化效果好，生产成本低。

Description

微生物固定化载体、微生物固定化设备和微生物固定化方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种微生物固定化载体、微生物固定化设备和微生物固定化方法。

背景技术

为了应对日益严峻的污染问题，世界各国科学家都在努力寻找低成本、低能耗、二次污染低的水处理技术。由于微生物在去除污染物中的独特作用，生物降解被视为相对有效、经济节能的水处理技术。传统微生物技术在处理污水时，通常直接将微生物接种在待处理的污水中，通过微生物的生长，吸收、代谢将污染物质浓度降低，但是由于环境因素、竞争作用、易流失等原因，致使传统方法处理效果不是十分理想。

与固定化微生物法的去除率相比可能相差数倍之多，由于出众的费效比，固定化微生物技术得到各国科学家的高度重视，近年来新的研究成果不断涌现，新的应用领域不断拓展，被视为二十一世纪最有潜力的水处理技术之一。

固定化微生物技术通过物理、化学作用把游离的生物定位于限定区域，与传统的悬浮生物处理相比，能够纯化和保持高效菌种，但是，固定化微生物的生产工艺相对落后，不仅生产效率低，而且固定化微生物活性低。例如，如在公开号为CN101693775A的中国专利文献中，公开了一种固定化微生物橡胶颗粒填料及其制备以及其应用，其生产制备固定化微生物所用方法为橡胶颗粒胶体与PVA‐海藻酸混合并发生交联反应，所述橡胶颗粒由80％的旧轮胎粉末和20％的添加剂混合并压缩成颗粒制得，将所述固定化微生物橡胶颗粒填料按10％‐15％的比例投加到生物膜流化床池内，再将污水引入到污水处理装置中，对于氨氮去除效率达到92％，但这种方法主要是把微生物固定在橡胶球表面，单位质量载体固定量相对较低；在公开号为CN103805591A的中国专利文献中，公开了一种共同固定化亚硝化细菌—反硝化细菌方法，其生产制备固定化亚硝化细菌—反硝化细菌所用方法为海藻酸钠—氯化钙二次包埋法，对于氨氮类污染物去除效率高达90％以上，但是其利用滴定包埋法不仅制备效率低，而且包埋量少，且反硝化菌经过两次包埋，释放速率控制上相对比较困难。总之，基于固定化技术修复污染水体是可行的，但仍然有很大不足，需要进一步研究和完善。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的在于提供一种微生物固定化载体。

本发明也提供了一种用于固定微生物的微生物固定化设备。

本发明还提供了一种使用上述的微生物固定化设备对微生物进行固定化的方法。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

<微生物固定化载体>

一种微生物固定化载体，其含有以下组分及其重量份：

<微生物固定化载体的制备方法>

一种微生物固定化载体的制备方法，其包括如下步骤：

(1)、在恒温搅拌器注水并调节水温至85‐100℃，然后加入10‐50份聚乙烯醇，在500‐3000r/min的速率下搅拌30‐45min，直至混合均匀；

(2)、在恒温搅拌器中加入10‐30份海藻酸钠、20‐50份活性炭、10‐80份贝壳粉、10‐80份硅藻土和1‐5份淀粉，在600‐1000r/min的搅拌速率下搅拌30‐45min，直至混合均匀后得到微生物固定化载体。

<微生物固定化设备>

一种微生物固定化设备，其包括：搅拌器、螺旋挤压装置、匀速传送带、切割器、交联反应池和热风循环烘箱；

搅拌器混合微生物菌剂和微生物固定化载体，得到初步固定的微生物材料，微生物菌剂包括各种干粉微生物制剂和液体微生物制剂，本发明实施例中微生物菌剂为选用硝化细菌、芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌等；螺旋挤压装置对初步固定的微生物材料进行螺旋挤压；

匀速传送带将螺旋挤压装置排出的挤压后的微生物材料输送至切割器进行切割成多个微生物料块，并将这些微生物料块输送至交联反应池；

交联反应池使微生物料块发生交联反应，形成固定化微生物材料；

热风循环烘箱将固定化微生物材料烘干，得到固定化微生物产品。

其中，微生物固定化载体为上述的微生物固定化载体。

搅拌器的搅拌温度为15‐25℃，搅拌速度为100‐1000r/min，搅拌时间为30‐45min。

螺旋挤压装置的螺旋呈水平向放置，该螺旋的直径为20‐40mm，螺旋的转速为90‐180r/min，出料速度为100‐200Kg/h，螺旋挤压装置的底板下沿高于匀速传送带。

螺旋挤压装置的底板下沿高于匀速传送带的放置高度3‐5cm。

匀速传送带的传输速度等于螺旋挤压装置的出料速度。

交联反应池为三级交联，每级交联的有效体积比为25:16:9，交联反应池的温度为0‐70℃，交流反应的时间为12‐24h。三级交联反应池各级相互联通，以防止置于其中的固定化微生物材料发生挤压，保持了材料的形状规整，本发明中使用的交联反应池为方形容器，包括不锈钢材质的池壁和池底，交联反应池内部具有三个同为方形的体积比为25:16:9的钢丝框，钢丝框由大至小依次套嵌分别为底部钢丝框、中部钢丝框和上部钢丝框，并且三个钢丝框均通过挂钩与池壁顶部相连，底部钢丝框与池壁和池底相接触，固定化微生物材料首先进入底部钢丝框，底部钢丝框满框后进入中部钢丝框，中部钢丝框满框后再进入上部钢丝框，可手动调节钢丝框的移动，交联反应池上部设有搅拌装置(未标出)可使交联剂溶解、混合均匀，搅拌装置在固定化微生物材料进入交联反应池时停止运行。

热风循环烘箱的温度为35‐50℃。

交联反应池内填充了交联反应溶剂，交联反应溶剂为含有硼酸和氯化钙的液体，硼酸的重量份为10‐50份，氯化钙的重量份为10‐40份。

交联反应池内设有搅拌装置，在配置交联反应溶剂时，搅拌装置开启，搅拌速度为100‐500r/min。

<微生物的固定方法>

一种采用上述的微生物固定化设备对微生物进行固定的方法，其包括如下步骤：

(1)、在搅拌器中加入50‐100份微生物菌剂和61‐295份微生物固定化载体并进行搅拌，搅拌时的温度为15‐25℃，搅拌速度为100‐1000r/min，搅拌时间为30‐45min，得到初步固定的微生物材料；

(2)、将步骤(1)所得的初步固定的微生物材料加入到螺旋挤压装置内，螺旋挤压装置的螺旋对初步固定的微生物材料进行螺旋挤压，螺旋的直径为20‐40mm，螺旋的转速为90‐180r/min，出料速度为100‐200Kg/h；

(3)、采用传送带将螺旋挤压装置的出料口排出的挤压后的微生物材料输送至切割器进行切割，随后将切割后的微生物材料输送至交联反应池；

(4)、采用交联反应池使切割后的微生物材料发生交联反应，交联反应的温度为0‐70℃，反应的时间为12‐48h，形成固定化微生物材料；

(5)、采用热风循环烘箱将固定化微生物材料烘干，得到固定化微生物产品，热风循环烘箱的温度为35‐50℃。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

第一、本发明通过挤压法进行生产，微生物菌剂含量占比较高，单位载体材料固定量比传统“滴定法”提高10‐30倍；采用机械化设备，基本实现自动化生产，效率高。

第二、本发明使用对微生物活性影响较小的聚乙烯醇，使得固定化微生物的活性高。

第三、本发明在聚乙烯醇包埋的基础上进行交联固定，固定效果更好。

第四、本发明通过改变固定化载体材料用量和交联反应时间可以调节微生物的固定化程度，固定化微生物释放量可控。

第五，本发明的固定化产品形状较好，交联反应池进行分级设计，有效防止交联反应过程中固定化产品的挤压变形，同时促进固定化微生物和交联溶液充分接触。

第六、本发明工艺简单，占地面积小，运行管理方便，投资和运行费用低，适应条件范围广，可在固定化材料制备中广泛应用。

总之，本发明的固定化载体制备方法简单、易行、固定化效果好，生产工艺技术成熟、集成化程度高、操作易于控制，可以满足工业化生产需求。本发明的微生物固定化方法可以实现对固体、液体微生物材料的固定，且固定化效率高，固定化效果好，生产成本低。

附图说明

图1为本发明的微生物固定化设备的示意图。

图2为本发明实施例的交联反应池结构示意图。

图3为本发明实施例的交联反应池结构示意图(钢丝框)。

附图标记

1、恒温搅拌器 2、进料口 3、螺旋旋挤压装置 4、匀速传送带 5、时间继电器 6、切割器 7、交联反应池 8、热风循环烘箱。

具体实施方式

本发明提供了微生物固定化载体、微生物固定化设备和微生物固定化方法。

<微生物固定化载体>

一种微生物固定化载体，其含有以下组分及其重量份：

其中，聚乙烯醇的重量份可以优选为20‐35份，海藻酸钠的重量份可以优选为10‐30份，活性炭的重量份可以优选为30‐40份，贝壳粉的重量份可以优选为20‐50份，硅藻土的重量份可以优选为20‐50份，淀粉的重量份可以优选为2‐3份。聚乙烯醇、海藻酸钠、活性炭、贝壳粉、硅藻土共同作为固定剂。

上述各组分的重量份在各自的范围内可以任意组合。

<微生物固定化载体的制备方法>

一种微生物固定化载体的制备方法，其包括如下步骤：

(1)、在恒温搅拌器注水并调节水温至85‐100℃，加入10‐50份聚乙烯醇，在500‐3000r/min的速率下搅拌30‐45min，直至混合均匀；本步骤的目的是使聚乙烯醇混合均匀；

(2)、在恒温搅拌器中加入10‐50份海藻酸钠、20‐50份活性炭、10‐80份贝壳粉、10‐80份硅藻土和1‐5份淀粉，在600‐1000r/min的搅拌速率下搅拌30‐45min，直至混合均匀后得到微生物固定化载体。本步骤的目的是使海藻酸钠、活性炭、贝壳粉、硅藻土和淀粉在聚乙烯醇中混合均匀。

<微生物固定化设备>

如图1所示，微生物固定化设备包括以下装置：搅拌器1、螺旋挤压装置3、匀速传送带4、切割器6、交联反应池7和热风循环烘箱8。

其中，搅拌器1用于搅拌混合微生物菌剂和微生物固定化载体，以得到初步固定的微生物材料。微生物菌剂包括各种干粉微生物制剂和液体微生物制剂，本发明实施例中微生物菌剂为选用硝化细菌、芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌等。微生物菌剂的重量份为50‐100份，微生物固定化载体的重量份为61‐295份。在搅拌混合时，搅拌器的搅拌温度为15‐25℃，搅拌速度为600‐1000r/min，搅拌时间为30‐45min。

螺旋挤压装置3用于对初步固定的微生物材料进行螺旋挤压，得到挤压后的微生物材料。螺旋挤压装置3的螺旋呈水平向放置，进料口2与水平放置的螺旋呈现一个夹角，挤压板的厚度为3cm。该螺旋的直径为20‐40mm，优选为25‐35mm，螺旋的转速为90‐180r/min，优选为120‐150r/min，出料速度为100‐200Kg/h，优选为150‐180Kg/h。螺旋挤压装置3的运行由时间继电器5控制。

匀速传送带4用于将螺旋挤压装置3排出的挤压后的微生物材料输送至切割器切割成多个微生物料块，并随后将这些微生物料块输送至交联反应池。匀速传送带4的放置高度低于螺旋挤压装置的底板下沿和/或出料口，优选为低于螺旋挤压装置3的底板下沿和/或出料口3‐5cm。匀速传送带4的传输速度等于螺旋挤压装置3的出料速度。匀速传送带4的运行同样由时间继电器5控制。因为时间继电器5同时控制螺旋挤压装置3和匀速传送带4，所以能够保障螺旋挤压装置3的出料速度与匀速传送带4的传送速度一致。

交联反应池7使微生物料块溶解于交联反应溶剂中并发生交联反应，形成固定化微生物材料。交联反应池7为三级交联，每级交联的有效体积比为25:16:9，三级交联反应池各级相互联通，以防止置于其中的固定化微生物材料发生挤压，保持了材料的形状规整，如图2和图3所示，本发明中使用的交联反应池7为方形容器，包括不锈钢材质的池壁75和池底76，交联反应池内部具有三个同为方形的体积比为25:16:9的钢丝框，钢丝框由大至小依次套嵌的分别为底部钢丝框71、中部钢丝框72和上部钢丝框73，并且三个钢丝框均通过挂钩77与池壁75顶部相连，底部钢丝框71与池壁75和池底76相接触，固定化微生物材料首先进入底部钢丝框71，底部钢丝框71满框后进入中部钢丝框72，中部钢丝框72满框后再进入上部钢丝框73，可手动调节钢丝框的移动，交联反应池7上部设有搅拌装置(未标出)可使交联剂溶解、混合均匀，搅拌装置在固定化微生物材料进入交联反应池7时停止运行。交联反应池的温度为0‐70℃，交流反应的时间为12‐24h。交联反应池7内填充了交联反应溶剂，交联反应溶剂为含有硼酸和氯化钙的液体，硼酸的重量份为10‐50份，氯化钙的重量份为10‐40份。硼酸作为交联剂而起作用。交联反应池7内设有搅拌装置，在配置交联反应溶剂(硼酸和氯化钙)时，搅拌装置开启，搅拌速度为100‐500r/min。在交联反应发生时，该搅拌装置不开启。交联反应池7距池顶3cm处上部设置溢流口，距离底部2cm设置放空阀。

热风循环烘箱8用于将固定化微生物材料烘干，得到固定化微生物产品。热风循环烘箱8的烘干温度为35‐50℃。热风循环烘箱8可以为KH‐75AS鼓风干燥箱或型号DHG‐9625A电热鼓风干燥箱。

<微生物的固定方法>

一种对微生物进行固定的方法，其包括如下步骤：

(1)、在搅拌器1中加入50‐100份微生物菌剂和61‐295份微生物固定化载体并进行搅拌，搅拌温度为15‐25℃，搅拌速度为600‐1000r/min，搅拌时间为30‐45min，得到初步固定的微生物材料；

(2)、将步骤(1)所得的初步固定的微生物材料加入到螺旋挤压装置3内，螺旋挤压装置3的螺旋对初步固定的微生物材料进行螺旋挤压，得到挤压后的微生物材料。螺旋的直径为20‐40mm，螺旋的转速为90‐180r/min，出料速度为100‐200Kg/h；

(3)、采用匀速传送带4将螺旋挤压装置3的出料口排出的挤压后的微生物材料输送至切割器6切割为多个微生物料块，随后将这些微生物料块输送至交联反应池7；

(4)、采用交联反应池7使切割后的微生物材料在交联反应溶剂中发生交联反应，交联反应的温度为0‐70℃，反应的时间为12‐48h，形成固定化微生物材料；

(5)、采用热风循环烘箱8将固定化微生物材料烘干，得到固定化微生物产品，热风循环烘箱的温度为35‐50℃。

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。上述各实施例的各组分的重量份在各自的范围内可以任意组合并应用于其它实施例中。

实施例1

本实施例提供了一种对微生物进行固定的方法，其包括如下步骤：

(1)、在恒温搅拌器注水5L并调节水温至85℃，调节搅拌速率为2500r/min，然后加入20份聚乙烯醇，在2500r/min的速率下搅拌30min，直至混合均匀；

(2)、在恒温搅拌器中继续加入15份海藻酸钠、20份活性炭、20份贝壳粉、15份硅藻土和5份淀粉，在6000r/min的搅拌速率下搅拌30min，直至混合均匀后得到微生物固定化载体；

(3)、调节恒温搅拌器的温度为20℃，搅拌速度为100r/min，在恒温搅拌器1中继续加入50份微生物菌剂，，并进行搅拌，，搅拌时间为30min，得到初步固定的微生物材料；

(4)、将步骤(3)所得的初步固定的微生物材料加入到螺旋挤压装置3内，螺旋挤压装置3的螺旋对初步固定的微生物材料进行螺旋挤压，得到挤压后的微生物材料；螺旋的直径在20‐40mm的范围内均可以，螺旋的转速在90‐180r/min的范围内均可以，出料速度在100‐200Kg/h的范围内均可以；

(5)、采用匀速传送带4将螺旋挤压装置3的出料口排出的挤压后的微生物材料输送至切割器6切割为多个微生物料块，随后将这些微生物料块输送至交联反应池7；调节时间继电器，使匀速传送带4的线速度和固定化微生物(即上述挤压后的微生物材料)的产出速度保持相同；调节切割器6的切割速率，使得制备的固定化微生物的长度在2cm；

(6)、在交联反应池7内加入3L，调节温度为50℃，在交联反应池7内加入交联反应溶剂，交联反应溶剂中所含有的硼酸的重量份为40份，氯化钙为20份，调节搅拌装置的速率为200r/min，搅拌时间为15min，随后使切割后的微生物材料在交联反应池7中交联反应溶剂中发生交联反应，交联反应的温度为20℃，反应的时间为24h，形成固定化微生物材料；

(7)、采用热风循环烘箱8将固定化微生物材料烘干，得到固定化微生物产品，热风循环烘箱的温度为30℃，烘干时间为72h。

实施例2

本实施例提供了一种对微生物进行固定的方法，其包括如下步骤：

(1)、在恒温搅拌器注水5L并调节水温至85℃，调节搅拌速率为2500r/min，然后加入40份聚乙烯醇，在2500r/min的速率下搅拌30min，直至混合均匀；

(2)、在恒温搅拌器中继续加入30份海藻酸钠、50份活性炭、50份贝壳粉、80份硅藻土和5份淀粉，在600r/min的搅拌速率下搅拌30min，直至混合均匀后得到微生物固定化载体；

(3)、调节恒温搅拌器的温度为20℃，搅拌速度为100r/min，在恒温搅拌器1中继续加入100份微生物菌剂，并进行搅拌，搅拌时间为30min，得到初步固定的微生物材料；

(4)、将步骤(3)所得的初步固定的微生物材料加入到螺旋挤压装置3内，螺旋挤压装置3的螺旋对初步固定的微生物材料进行螺旋挤压，得到挤压后的微生物材料；螺旋的直径在20‐40mm的范围内均可以，螺旋的转速在90‐180r/min的范围内均可以，出料速度在100‐200Kg/h的范围内均可以；

(5)、采用匀速传送带4将螺旋挤压装置3的出料口排出的挤压后的微生物材料输送至切割器6切割为多个微生物料块，随后将这些微生物料块输送至交联反应池7；调节时间继电器，使匀速传送带4的线速度和固定化微生物(即上述挤压后的微生物材料)的产出速度保持相同；调节切割器6的切割速率，使得制备的固定化微生物的长度在2cm；

(6)、在交联反应池7内加入3L，调节温度为50℃，在交联反应池7内加入交联反应溶剂，交联反应溶剂中所含有的硼酸的重量份为40份，氯化钙为20份，调节搅拌装置的速率为200r/min，搅拌时间为15min，随后使切割后的微生物材料在交联反应池7中交联反应溶剂中发生交联反应，交联反应的温度为20℃，交联反应的时间为24h，形成固定化微生物材料；

(7)、采用热风循环烘箱8将固定化微生物材料烘干，得到固定化微生物产品，热风循环烘箱的温度为30℃，烘干时间为72h。

实施例3

本实施例提供了一种对微生物进行固定的方法，其包括如下步骤：

(1)、在恒温搅拌器注水5L并调节水温至85℃，调节搅拌速率为2500r/min，然后加入40份聚乙烯醇，在2500r/min的速率下搅拌30min，直至混合均匀；

(2)、在恒温搅拌器中继续加入15份海藻酸钠、20份活性炭、20份贝壳粉、15份硅藻土和1份淀粉，在800r/min的搅拌速率下搅拌30min，直至混合均匀后得到微生物固定化载体；

(3)、调节恒温搅拌器的温度为20℃，搅拌速度为100r/min，在恒温搅拌器1中继续加入50份微生物菌剂，并进行搅拌，搅拌时间为30min，得到初步固定的微生物材料；

(4)、将步骤(3)所得的初步固定的微生物材料加入到螺旋挤压装置3内，螺旋挤压装置3的螺旋对初步固定的微生物材料进行螺旋挤压，得到挤压后的微生物材料；螺旋的直径在20‐40mm的范围内均可以，螺旋的转速在90‐180r/min的范围内均可以，出料速度在100‐200Kg/h的范围内均可以；

(5)、采用匀速传送带4将螺旋挤压装置3的出料口排出的挤压后的微生物材料输送至切割器6切割为多个微生物料块，随后将这些微生物料块输送至交联反应池7；调节时间继电器，使匀速传送带4的线速度和固定化微生物(即上述挤压后的微生物材料)的产出速度保持相同；调节切割器6的切割速率，使得制备的固定化微生物的长度在2cm；

(6)、在交联反应池7内加入3L，调节温度为50℃，在交联反应池7内加入交联反应溶剂，交联反应溶剂中所含有的硼酸的重量份为20份，氯化钙为30份，调节搅拌装置的速率为200r/min，搅拌时间为15min，随后使切割后的微生物材料在交联反应池7中交联反应溶剂中发生交联反应，交联反应的温度为20℃，交联反应的时间为24h，形成固定化微生物材料；

(7)、采用热风循环烘箱8将固定化微生物材料烘干，得到固定化微生物产品，热风循环烘箱的温度为30℃，烘干时间为72h。

实施例4

本实施例提供了一种对微生物进行固定的方法，其包括如下步骤：

(1)、在恒温搅拌器注水5L并调节水温至85℃，调节搅拌速率为2500r/min，然后加入40份聚乙烯醇，在2500r/min的速率下搅拌30min，直至混合均匀；

(2)、在恒温搅拌器中继续加入30份海藻酸钠、50份活性炭、50份贝壳粉、80份硅藻土和1份淀粉，在1000r/min的搅拌速率下搅拌30min，直至混合均匀后得到微生物固定化载体；

(3)、调节恒温搅拌器的温度为20℃，搅拌速度为100r/min，在恒温搅拌器1中继续加入100份微生物菌剂，并进行搅拌，搅拌时间为30min，得到初步固定的微生物材料；

(4)、将步骤(3)所得的初步固定的微生物材料加入到螺旋挤压装置3内，螺旋挤压装置3的螺旋对初步固定的微生物材料进行螺旋挤压，得到挤压后的微生物材料；螺旋的直径在20‐40mm的范围内均可以，螺旋的转速在90‐180r/min的范围内均可以，出料速度在100‐200Kg/h的范围内均可以；

(5)、采用匀速传送带4将螺旋挤压装置3的出料口排出的挤压后的微生物材料输送至切割器6切割为多个微生物料块，随后将这些微生物料块输送至交联反应池7；调节时间继电器，使匀速传送带4的线速度和固定化微生物(即上述挤压后的微生物材料)的产出速度保持相同；调节切割器6的切割速率，使得制备的固定化微生物的长度在2cm；

(6)、在交联反应池7内加入3L，调节温度为50℃，在交联反应池7内加入交联反应溶剂，交联反应溶剂中所含有的硼酸的重量份为20份，氯化钙为30份，调节搅拌装置的速率为200r/min，搅拌时间为15min，随后使切割后的微生物材料在交联反应池7中交联反应溶剂中发生交联反应，交联反应的温度为20℃，交联反应的时间为24h，形成固定化微生物材料；

(7)、采用热风循环烘箱8将固定化微生物材料烘干，得到固定化微生物产品，热风循环烘箱的温度为30℃，烘干时间为72h。

实施例5

本实施例提供了一种对微生物进行固定的方法，其包括如下步骤：

(1)、在恒温搅拌器注水5L并调节水温至85℃，调节搅拌速率为2500r/min，然后加入20份聚乙烯醇，在2500r/min的速率下搅拌30min，直至混合均匀；

(2)、在恒温搅拌器中继续加入15份海藻酸钠、20份活性炭、20份贝壳粉、15份硅藻土和5份淀粉，在1000r/min的搅拌速率下搅拌30min，直至混合均匀后得到微生物固定化载体；

(3)、调节恒温搅拌器的温度为20℃，搅拌速度为100r/min，在恒温搅拌器1中继续加入100份微生物菌剂，并进行搅拌，搅拌时间为30min，得到初步固定的微生物材料；

(4)、将步骤(3)所得的初步固定的微生物材料加入到螺旋挤压装置3内，螺旋挤压装置3的螺旋对初步固定的微生物材料进行螺旋挤压，得到挤压后的微生物材料；螺旋的直径在20‐40mm的范围内均可以，螺旋的转速在90‐180r/min的范围内均可以，出料速度在100‐200Kg/h的范围内均可以；

(5)、采用匀速传送带4将螺旋挤压装置3的出料口排出的挤压后的微生物材料输送至切割器6切割为多个微生物料块，随后将这些微生物料块输送至交联反应池7；调节时间继电器，使匀速传送带4的线速度和固定化微生物(即上述挤压后的微生物材料)的产出速度保持相同；调节切割器6的切割速率，使得制备的固定化微生物的长度在2cm；

(6)、在交联反应池7内加入3L，调节温度为50℃，在交联反应池7内加入交联反应溶剂，交联反应溶剂中所含有的硼酸的重量份为40份，氯化钙为20份，调节搅拌装置的速率为200r/min，搅拌时间为15min，随后使切割后的微生物材料在交联反应池7中交联反应溶剂中发生交联反应，交联反应的温度为20℃，交联反应的时间为48h，形成固定化微生物材料；

(7)、采用热风循环烘箱8将固定化微生物材料烘干，得到固定化微生物产品，热风循环烘箱的温度为40℃，烘干时间为72h。

实施例6

本实施例提供了一种对微生物进行固定的方法，其包括如下步骤：

(1)、在恒温搅拌器注水5L并调节水温至85℃，调节搅拌速率为2500r/min，然后加入20份聚乙烯醇，在2500r/min的速率下搅拌30min，直至混合均匀；

(2)、在恒温搅拌器中继续加入15份海藻酸钠、20份活性炭、20份贝壳粉、15份硅藻土和2份淀粉，在1000r/min的搅拌速率下搅拌30min，直至混合均匀后得到微生物固定化载体；

(3)、调节恒温搅拌器的温度为20℃，搅拌速度为100r/min，在恒温搅拌器1中继续加入50份微生物菌剂，并进行搅拌，搅拌时间为30min，得到初步固定的微生物材料；

(4)、将步骤(3)所得的初步固定的微生物材料加入到螺旋挤压装置3内，螺旋挤压装置3的螺旋对初步固定的微生物材料进行螺旋挤压，得到挤压后的微生物材料；螺旋的直径在20‐40mm的范围内均可以，螺旋的转速在90‐180r/min的范围内均可以，出料速度在100‐200Kg/h的范围内均可以；

(5)、采用匀速传送带4将螺旋挤压装置3的出料口排出的挤压后的微生物材料输送至切割器6切割为多个微生物料块，随后将这些微生物料块输送至交联反应池7；调节时间继电器，使匀速传送带4的线速度和固定化微生物(即上述挤压后的微生物材料)的产出速度保持相同；调节切割器6的切割速率，使得制备的固定化微生物的长度在3cm；

(6)、在交联反应池7内加入3L，调节温度为50℃，在交联反应池7内加入交联反应溶剂，交联反应溶剂中所含有的硼酸的重量份为40份，氯化钙为20份，调节搅拌装置的速率为200r/min，搅拌时间为15min，随后使切割后的微生物材料在交联反应池7中交联反应溶剂中发生交联反应，交联反应的温度为20℃，交联反应的时间为48h，形成固定化微生物材料；

(7)、采用热风循环烘箱8将固定化微生物材料烘干，得到固定化微生物产品，热风循环烘箱的温度为40℃，烘干时间为120h。

以下结合实验对本发明作进一步的说明。

实验一：固定化微生物产品的微生物释放速率测试：

本实验的目的在于检测固定化微生物产品的微生物释放速率，若释放速率较小，则说明微生物已经很好地被固定。

本实验包括如下步骤：

(1)、配备0.1mol/L的碘标准溶液，采用哈希色度仪测色度，并作色度—淀粉标准曲线。

(2)、在标号为1(1#)的200ml烧杯中加0.1mol/L碘液200ml,再向烧杯加入固定化微生物产品2g。

(3)、在标号为2(2#)的100ml烧杯中加0.1mol/L碘液100ml,再向烧杯加入固定化微生物产品2g，并在转速1000r/min的转自搅拌器上进行试验。分别在24h、48h、72h后通过比色计算释放量。实验结果如下表1所示：

表1实验一的结果比较表

该实验证明，本发明的固定化微生物产品具有较低的释放率，提示微生物已经得到了很好的固定。

实验二：固定化微生物产品的微生物活性测试

本实验的目的在于检测固定化微生物产品的微生物的活性，若固定化的微生物与游离的微生物的活性相差不大，则说明本发明的固定化微生物产品中的微生物仍基本能保持原有的活性，从而能够适用于工业化应用。

本实验为污染水体净化实验，其包括如下步骤：

(1)、在标号为1(1#)的500ml烧杯中加200ml污水20ml，作为空白；

(2)、在标号为2(2#)的500ml烧杯中加200ml污水20ml，再向烧杯加入固定化微生物20g；

(3)、在标号为3(2#)的500ml烧杯中加200ml污水20ml，再向烧杯加入固定化微生物100g；

(4)、48h后测试水质指标变化情况，结果如下表2所示。

表2实验二的结果比较表

标号	COD(mg/L)	氨氮(mg/L)	总氮(mg/L)
				初始	122	16	18
1#	97	14	17
				2#	60	12	15
3#	39	7	9

该实验证明，本发明在对微生物进行固定化的过程中并没有大幅度减损微生物的活性，使微生物仍然保持一定的污水净化活性。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种微生物固定化载体，其特征在于：含有以下组分及其重量份：

2.一种如权利要求1所述的微生物固定化载体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)、在恒温搅拌器注水并调节水温至85‐100℃，然后加入10‐50份聚乙烯醇，在500‐3000r/min的速率下搅拌30‐45min，直至混合均匀；

(2)、在恒温搅拌器中加入10‐50份海藻酸钠、20‐50份活性炭、10‐80份贝壳粉、10‐80份硅藻土和1‐5份淀粉，在600‐1000r/min的搅拌速率下搅拌30‐45min，直至混合均匀后得到微生物固定化载体。

3.一种微生物固定化设备，其特征在于：包括：搅拌器、螺旋挤压装置、匀速传送带、切割器、交联反应池和热风循环烘箱；

搅拌器混合微生物菌剂和微生物固定化载体，得到初步固定的微生物材料；

螺旋挤压装置对初步固定的微生物材料进行螺旋挤压；

匀速传送带将螺旋挤压装置排出的挤压后的微生物材料输送至切割器进行切割成多个微生物料块，并将这些微生物料块输送至交联反应池；

交联反应池使微生物料块发生交联反应，形成固定化微生物材料；

热风循环烘箱将固定化微生物材料烘干，得到固定化微生物产品。

4.如权利要求3所述的微生物固定化设备，其特征在于：所述微生物固定化载体为权利要求1所述的微生物固定化载体；和/或，

所述搅拌器的搅拌温度为15‐25℃，搅拌速度为100‐1000r/min，搅拌时间为30‐45min；和/或，

所述螺旋挤压装置的螺旋呈水平向放置，该螺旋的直径为20‐40mm，螺旋的转速为90‐180r/min，出料速度为100‐200Kg/h，所述螺旋挤压装置的底板下沿高于所述匀速传送带；和/或，

螺旋挤压装置的底板下沿高于所述匀速传送带的放置高度3‐5cm；和/或，

所述匀速传送带的传输速度等于所述螺旋挤压装置的出料速度；和/或，

所述交联反应池为三级交联，每级交联的有效体积比为25:16:9，交联反应池的温度为0‐70℃，交流反应的时间为12‐24h；和/或，

所述热风循环烘箱的温度为35‐50℃。

5.如权利要求4所述的微生物固定化设备，其特征在于：所述交联反应池内填充了交联反应溶剂，所述交联反应溶剂为含有硼酸和氯化钙的液体，所述硼酸的重量份为10‐50份，所述氯化钙的重量份为10‐40份；和/或，

所述交联反应池内设有搅拌装置，在配置交联反应溶剂时，所述搅拌装置开启，搅拌速度为100‐500r/min。

6.一种采用如权利要求3至5任意一项所述的微生物固定化设备对微生物进行固定的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)、在搅拌器中加入50‐100份微生物菌剂和61‐295份微生物固定化载体并进行搅拌，搅拌时的温度为15‐25℃，搅拌速度为100‐1000r/min，搅拌时间为30‐45min，得到初步固定的微生物材料；

(2)、将步骤(1)所得的初步固定的微生物材料加入到螺旋挤压装置内，螺旋挤压装置的螺旋对初步固定的微生物材料进行螺旋挤压，螺旋的直径为20‐40mm，螺旋的转速为90‐180r/min，出料速度为100‐200Kg/h；

(3)、采用传送带将螺旋挤压装置的出料口排出的挤压后的微生物材料输送至切割器进行切割，随后将切割后的微生物材料输送至交联反应池；

(4)、采用交联反应池使切割后的微生物材料发生交联反应，交联反应的温度为0‐70℃，反应的时间为12‐48h，形成固定化微生物材料；

(5)、采用热风循环烘箱将固定化微生物材料烘干，得到固定化微生物产品，热风循环烘箱的温度为35‐50℃。