CN108164000A - 固定氨氧化细菌的玻璃板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了固定氨氧化细菌的玻璃板。玻璃板清洗后经酒石酸氢钾、叔丁醇钾、琼脂糖、邻苯二甲酸氢钾制备的混合液改性后得到物质A；物质经A经2‑氯‑3‑氰基吡嗪、2‑溴‑5‑硝基吡啶和4‑溴四氢吡喃制备的混合液改性后得到物质B；物质B经四氢噻喃‑4‑酮、1‑氨基蒽醌制备的混合液改性后得到物质C；在物质C上固定氨氧化细菌后得到的物质即为固定氨氧化细菌的玻璃板。本发明的有益效果是，制得的固定氨氧化细菌的玻璃板具有菌株活性高、能高效降解废水中氨氮的功能。
Description
技术领域
本发明属于环境污染治理技术的功能材料研发与制备领域，特别涉及一种固定氨氧化细菌的玻璃板及其制备方法。
背景技术
固定化微生物技术是六十年代由生物化工中的固定化酶技术发展起来的生物技术，采用物理或化学的方法将游离微生物细胞通过自凝聚固定成颗粒或是固定在特定垫层材料内，使其保持活性，可以反复利用。在七十年代后期，随着水污染的日益严重，该技术因其独特的优点而被应用于工业废水的生物处理，与传统的悬浮生物处理法相比，固定化微生物技术具有提高反应器内微生物细胞浓度、保持高效菌种、微生物密度高且流失少、反应速度快、耐毒害能力强、处理设备简单等优点，因此近年来一直是国内外学者研究的热点之一，同时也取得了令人鼓舞的研究成果。固定化微生物技术能否投入实用的关键之处在于固定化载体材料的选择，应用于微生物固定化的载体应具有抗微生物分解、机械强度高、传质性能好、对微生物无毒、性质稳定、价格低廉、寿命长等特性。目前所采用的固定化载体材料主要有：有机高分子载体、无机载体和复合载体三大类。但是仍然需要对载体进行改性，以提高载体固定微生物的活性与性能。
氨氮的迁移转化也需要消耗水体中的氧气，完全氧化1mg氨氮为硝态氮大概需要4.6mg溶解氧，高含量的氨氮进入更新较慢的地表水体会引起富营养化，藻类在基质充足的条件下大量生长繁殖，在此过程中会过量消耗水中溶解氧，从而产生大量有机物导致水体黑臭严重影响水质，并能引起鱼类等水生生物因缺少氧气而死亡。水体环境中的氨氮污染的严峻形势对废水处理工艺的处理效果、经济效益等方面的要求也越来越高。各污水处理厂对生活污水及市政污水的处理普遍选用传统的活性污泥法进行生物脱氮，由于环境治理成本上升，固定化微生物技术经过不断的研究和发展，它将在废水处理乃至于水污染治理中发挥越来越重要的作用，但是，目前还缺少用于固定氨氧化细菌的材料，因此，开发用于固定氨氧化细菌的材料对于治理和修复氮污染水体具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种固定氨氧化细菌的玻璃板，其制备方法的具体步骤如下：
(1)将长度、宽度和厚度分别为10cm、5cm和0.5cm的玻璃板加入到250mL质量百分比浓度为45％的NaOH溶液中，在1000r/min条件下搅拌5分钟，过滤除去液体，经800mL去离子水洗涤后在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A1；将物质A1用200目的细砂纸打磨后得到物质A2；
(2)将8.19克酒石酸氢钾在1000r/min搅拌条件下加入到500mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，然后加入3.3克叔丁醇钾，摇匀后得到混合液K；
(3)将2.1克琼脂糖和1.4克邻苯二甲酸氢钾加入到混合液K中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L；
(4)将物质A2加入到混合液L中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A3，将物质A3在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A；
(5)将1.2克2-氯-3-氰基吡嗪加入到750mL无水乙醇中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液M1、混合液M2、混合液M3、混合液M4、混合液M5；
(6)将0.16克2-溴-5-硝基吡啶和0.22克4-溴四氢吡喃加入到250mL三氯甲烷中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液N1、混合液N2、混合液N3、混合液N4、混合液N5；
(7)将混合液M1和0.28克四溴噻吩加入到混合液N1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O1；
(8)将物质A加入到混合液O1中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A1，将物质A1在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A2；
(9)将混合液M2和0.25克四溴噻吩加入到混合液N2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O2；
(10)将物质A2加入到混合液O2中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A3，将物质A3在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A4；
(11)将混合液M3和0.22克四溴噻吩加入到混合液N3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O3；
(12)将物质A4加入到混合液O3中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A5，将物质A5在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A6；
(13)将混合液M4和0.19克四溴噻吩加入到混合液N4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O4；
(14)将物质A6加入到混合液O4中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A7，将物质A7在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A8；
(15)将混合液M5和0.16克四溴噻吩加入到混合液N5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O5；
(16)将物质A8加入到混合液O5中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A9，将物质A9在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B；
(17)将1.22克四氢噻喃-4-酮在1000r/min搅拌条件下加入到1500mL无水乙醇中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液P1、混合液P2、混合液P3、混合液P4、混合液P5；
(18)将1.8克1-氨基蒽醌加入到混合液P1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q1；
(19)将物质B加入到混合液Q1中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B1，将物质B1在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B2；
(20)将2.1克1-氨基蒽醌加入到混合液P2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q2；
(21)将物质B2加入到混合液Q2中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B3，将物质B3在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B4；
(22)将2.4克1-氨基蒽醌加入到混合液P3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q3；
(23)将物质B4加入到混合液Q3中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B5，将物质B5在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B6；
(24)将2.7克1-氨基蒽醌加入到混合液P4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q4；
(25)将物质B6加入到混合液Q4中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B7，将物质B7在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B8；
(26)将3.0克1-氨基蒽醌加入到混合液P5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q5；
(27)将物质B8加入到混合液Q5中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B9，将物质B9在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质C；
(28)将1.8克NH4NO3、10.2克NaCl、2.3克KH2PO4、0.5克FeCl3、0.3克CoCl2、0.2克ZnCl2、3.3克MgSO4、1.6克CaCl2和0.1克NiCl2加入到1000mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌5分钟，得到混合液R；
(29)将10mL含菌量为5×1012CFU/mL的氨氧化细菌培养液加入到混合液R中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液S；
(30)将物质C加入到混合液S中，在温度为35℃的摇床中摇动24小时，过滤除去液体得到物质D；
(31)将物质D在温度为25℃的培养箱中放置8小时，得到的物质即为固定氨氧化细菌的玻璃板。
本发明的有益效果是，制得的固定氨氧化细菌的玻璃板具有菌株活性高、能高效降解废水中氨氮的功能。
具体实施方式
本发明提供了一种固定氨氧化细菌的玻璃板及其制备方法，下面通过一个实例来说明其实施过程。
实施例1.
(1)将长度、宽度和厚度分别为10cm、5cm和0.5cm的玻璃板加入到250mL质量百分比浓度为45％的NaOH溶液中，在1000r/min条件下搅拌5分钟，过滤除去液体，经800mL去离子水洗涤后在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A1；将物质A1用200目的细砂纸打磨后得到物质A2；
(2)将8.19克酒石酸氢钾在1000r/min搅拌条件下加入到500mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，然后加入3.3克叔丁醇钾，摇匀后得到混合液K；
(3)将2.1克琼脂糖和1.4克邻苯二甲酸氢钾加入到混合液K中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L；
(4)将物质A2加入到混合液L中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A3，将物质A3在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A；
(5)将1.2克2-氯-3-氰基吡嗪加入到750mL无水乙醇中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液M1、混合液M2、混合液M3、混合液M4、混合液M5；
(6)将0.16克2-溴-5-硝基吡啶和0.22克4-溴四氢吡喃加入到250mL三氯甲烷中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液N1、混合液N2、混合液N3、混合液N4、混合液N5；
(7)将混合液M1和0.28克四溴噻吩加入到混合液N1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O1；
(8)将物质A加入到混合液O1中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A1，将物质A1在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A2；
(9)将混合液M2和0.25克四溴噻吩加入到混合液N2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O2；
(10)将物质A2加入到混合液O2中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A3，将物质A3在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A4；
(11)将混合液M3和0.22克四溴噻吩加入到混合液N3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O3；
(12)将物质A4加入到混合液O3中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A5，将物质A5在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A6；
(13)将混合液M4和0.19克四溴噻吩加入到混合液N4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O4；
(14)将物质A6加入到混合液O4中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A7，将物质A7在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A8；
(15)将混合液M5和0.16克四溴噻吩加入到混合液N5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O5；
(16)将物质A8加入到混合液O5中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A9，将物质A9在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B；
(17)将1.22克四氢噻喃-4-酮在1000r/min搅拌条件下加入到1500mL无水乙醇中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液P1、混合液P2、混合液P3、混合液P4、混合液P5；
(18)将1.8克1-氨基蒽醌加入到混合液P1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q1；
(19)将物质B加入到混合液Q1中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B1，将物质B1在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B2；
(20)将2.1克1-氨基蒽醌加入到混合液P2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q2；
(21)将物质B2加入到混合液Q2中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B3，将物质B3在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B4；
(22)将2.4克1-氨基蒽醌加入到混合液P3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q3；
(23)将物质B4加入到混合液Q3中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B5，将物质B5在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B6；
(24)将2.7克1-氨基蒽醌加入到混合液P4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q4；
(25)将物质B6加入到混合液Q4中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B7，将物质B7在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B8；
(26)将3.0克1-氨基蒽醌加入到混合液P5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q5；
(27)将物质B8加入到混合液Q5中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B9，将物质B9在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质C；
(28)将1.8克NH4NO3、10.2克NaCl、2.3克KH2PO4、0.5克FeCl3、0.3克CoCl2、0.2克ZnCl2、3.3克MgSO4、1.6克CaCl2和0.1克NiCl2加入到1000mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌5分钟，得到混合液R；
(29)将10mL含菌量为5×1012CFU/mL的氨氧化细菌培养液加入到混合液R中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液S；
(30)将物质C加入到混合液S中，在温度为35℃的摇床中摇动24小时，过滤除去液体得到物质D；
(31)将物质D在温度为25℃的培养箱中放置8小时，得到的物质即为固定氨氧化细菌的玻璃板。
运用本发明方法制得的固定氨氧化细菌的玻璃板对含有氨氮的废水进行了降解实验，结果表明：当氨氮的初始浓度为89.9mg/L时，投加固定氨氧化细菌的玻璃板4小时后氨氮的浓度降低到1.7mg/L。
Claims (1)
1.一种固定氨氧化细菌的玻璃板，其特征在于，制备该固定氨氧化细菌的玻璃板方法的具体步骤如下：
(1)将长度、宽度和厚度分别为10cm、5cm和0.5cm的玻璃板加入到250mL质量百分比浓度为45％的NaOH溶液中，在1000r/min条件下搅拌5分钟，过滤除去液体，经800mL去离子水洗涤后在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A1；将物质A1用200目的细砂纸打磨后得到物质A2；
(2)将8.19克酒石酸氢钾在1000r/min搅拌条件下加入到500mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，然后加入3.3克叔丁醇钾，摇匀后得到混合液K；
(3)将2.1克琼脂糖和1.4克邻苯二甲酸氢钾加入到混合液K中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L；
(4)将物质A2加入到混合液L中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A3，将物质A3在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A；
(5)将1.2克2-氯-3-氰基吡嗪加入到750mL无水乙醇中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液M1、混合液M2、混合液M3、混合液M4、混合液M5；
(6)将0.16克2-溴-5-硝基吡啶和0.22克4-溴四氢吡喃加入到250mL三氯甲烷中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液N1、混合液N2、混合液N3、混合液N4、混合液N5；
(7)将混合液M1和0.28克四溴噻吩加入到混合液N1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O1；
(8)将物质A加入到混合液O1中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A1，将物质A1在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A2；
(9)将混合液M2和0.25克四溴噻吩加入到混合液N2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O2；
(10)将物质A2加入到混合液O2中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A3，将物质A3在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A4；
(11)将混合液M3和0.22克四溴噻吩加入到混合液N3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O3；
(12)将物质A4加入到混合液O3中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A5，将物质A5在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A6；
(13)将混合液M4和0.19克四溴噻吩加入到混合液N4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O4；
(14)将物质A6加入到混合液O4中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A7，将物质A7在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质A8；
(15)将混合液M5和0.16克四溴噻吩加入到混合液N5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液O5；
(16)将物质A8加入到混合液O5中，在温度为40℃的摇床中摇动30分钟，过滤除去液体得到物质A9，将物质A9在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B；
(17)将1.22克四氢噻喃-4-酮在1000r/min搅拌条件下加入到1500mL无水乙醇中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液P1、混合液P2、混合液P3、混合液P4、混合液P5；
(18)将1.8克1-氨基蒽醌加入到混合液P1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q1；
(19)将物质B加入到混合液Q1中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B1，将物质B1在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B2；
(20)将2.1克1-氨基蒽醌加入到混合液P2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q2；
(21)将物质B2加入到混合液Q2中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B3，将物质B3在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B4；
(22)将2.4克1-氨基蒽醌加入到混合液P3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q3；
(23)将物质B4加入到混合液Q3中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B5，将物质B5在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B6；
(24)将2.7克1-氨基蒽醌加入到混合液P4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q4；
(25)将物质B6加入到混合液Q4中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B7，将物质B7在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质B8；
(26)将3.0克1-氨基蒽醌加入到混合液P5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q5；
(27)将物质B8加入到混合液Q5中，在温度为38℃的摇床中摇动25分钟，过滤除去液体得到物质B9，将物质B9在温度为70℃的干燥箱中放置100分钟，得到物质C；
(28)将1.8克NH4NO3、10.2克NaCl、2.3克KH2PO4、0.5克FeCl3、0.3克CoCl2、0.2克ZnCl2、3.3克MgSO4、1.6克CaCl2和0.1克NiCl2加入到1000mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌5分钟，得到混合液R；
(29)将10mL含菌量为5×1012CFU/mL的氨氧化细菌培养液加入到混合液R中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液S；
(30)将物质C加入到混合液S中，在温度为35℃的摇床中摇动24小时，过滤除去液体得到物质D；
(31)将物质D在温度为25℃的培养箱中放置8小时，得到的物质即为固定氨氧化细菌的玻璃板。
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2017
- 2017-12-28 CN CN201711461109.5A patent/CN108164000A/zh not_active Withdrawn
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |