CN108795923A - 一种微生物固定方法 - Google Patents

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胡冬妹
曹彪
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Abstract

本发明公开了一种微生物固定方法，包括：将第一助型剂与水搅拌混合，得到第一助型剂溶液；将微生物菌剂用离心机离心，利用生理盐水进行洗脱，得到微生物菌悬液；将微生物菌悬液加入到冷却后的第一助型剂溶液中形成第一菌悬液；将第二助型剂与水在室温下搅拌得到第二助型剂溶液；将纳米海绵浸入第一菌悬液中，纳米海绵充分吸收第一菌悬液后去取出；将纳米海绵在第二助型剂溶液中浸泡1‑10分钟后取出。本发明的微生物固定方法，第一助型剂和第二助型剂能够形成网状交联，将微生物菌有效的包裹其中，减少微生物菌的流失，网状交联结构不会阻断污染物与微生物菌接触，提高微生物菌的处理效率。

Description

一种微生物固定方法
技术领域
本发明涉及废水、废气处理技术领域，具体涉及一种微生物固定方法。
背景技术
微生物固定化技术（microbial immobilized technology）直接从固定化酶技术衍生而来，为完善和提高游离微生物体系性能而发展起来的。在游离体系中存在菌体自然沉降困难，因此在应用中不可避免地产生菌体流失和固液分离难等问题，必须借助于离心机或化学凝聚剂，增加了处理费用，从而严重影响了其在生产中的推广应用。微生物固定化技术是从20世纪60年代开始迅速发展起来的一项新技术，它是通过一定的技术手段将菌体固定在载体上，避免菌体流失，提高菌体利用率，从而达到简化处理工艺，提高处理效率的目的。当时微生物固定化技术主要用于工业发酵，直到20世纪70年代以后，由于水污染日趋严重，迫切需要一些能持续快速高效的污水处理技术，从而促进了该技术在污水处理方面的应用与发展。
微生物的固定化方法包括吸附法、共价结合法、包埋法和交联法,其中以包埋法最为常用。包埋法固定化微生物的载体材料主要有两类，一类是天然高分子多糖类，如海藻酸钠、琼脂等，具有固定化成形方便,对微生物毒性小及固定化密度高等优点，但抗微生物分解能力差，机械强度较低，并且使用寿命短，另一类是合成的高分子化合物，如聚乙烯醇、聚丙烯酞胺等，具有抗微生物分解性能强、机械强度高、化学稳定性好等优点，但在包埋过程中，聚合物载体网络的形成条件比较剧烈，对微生物损害较大，而且成形多样结构可控性差。
发明内容
为解决在在包埋过程中对微生物损害大，形成微生物固定化颗粒后抗微生物分解能力差、机械强度较低，导致使用寿命短的问题，本发明采用的技术方案是：一种微生物固定方法，包括有一下步骤：
步骤一、将第一助型剂与水在80-95℃下搅拌混合，得到第一助型剂溶液，其中第一助型剂与水的质量比为0.1-1：100 ，所述第一助型剂为壳聚糖、聚乙烯醇、可溶性淀粉、纤维素、海藻酸钠和聚乙二醇中一种或多种；
步骤二、将微生物菌剂用离心机在6000~8000 rpm条件下离心，离心后的菌体利用生理盐水进行洗脱，得到微生物菌悬液；
步骤三、将第一助型剂溶液冷却到40℃以下，将微生物菌悬液加入到冷却后的第一助型剂溶液中形成第一菌悬液，微生物菌悬液与第一助型剂溶液的体积比为1-10:100；
步骤四、将第二助型剂与水在室温下搅拌得到第二助型剂溶液，所述第二助型剂为氯化钙、硼酸、硫酸镁中的一种或多种，第二助型剂与水的质量比为1-3:100；
步骤五、将纳米海绵浸入第一菌悬液中，纳米海绵充分吸收第一菌悬液后去取出纳米海绵，沥去纳米海绵表面的水；
步骤六、将纳米海绵在第二助型剂溶液中浸泡1-10分钟后取出，完成微生物在纳米海绵中的固定。
步骤三中第一助型剂溶液冷却到20-30℃。
步骤二中微生物菌剂在离心机中离心时的温度条件为1-5℃。
步骤一和步骤四中的水均为无菌去离子水。
本发明的有益效果是：本发明的微生物固定方法，第一助型剂和第二助型剂能够形成网状交联，将微生物菌有效的包裹其中，减少微生物菌的流失，网状交联结构不会阻断污染物与微生物菌接触，提高微生物菌的处理效率。第一助型剂和第二助型剂均为食品级材料，不会对环境造成二次污染。采用高孔隙率的纳米海绵来吸附微生物，单位面积能够吸附更多的微生物。
具体实施方式
实施例一
一种微生物固定方法，包括有一下步骤：步骤一、将壳聚糖与水在80℃下搅拌混合，得到第一助型剂溶液，其中壳聚糖与水的质量比为1：100 ；步骤二、将微生物菌剂用离心机在6000rpm条件下离心，离心后的菌体利用生理盐水进行洗脱，得到微生物菌悬液；步骤三、将第一助型剂溶液冷却到40℃以下，将微生物菌悬液加入到冷却后的第一助型剂溶液中形成第一菌悬液，微生物菌悬液与第一助型剂溶液的体积比为1:100，在第一菌悬液中加入一定量的香精和蓝色染料，香精和蓝色染料均为食品级；步骤四、将氯化钙与水在室温下搅拌得到第二助型剂溶液，氯化钙与水的质量比为3:100；步骤五、将纳米海绵浸入第一菌悬液中，纳米海绵充分吸收第一菌悬液后去取出纳米海绵，沥去纳米海绵表面的水；步骤六、将纳米海绵在第二助型剂溶液中浸泡5分钟后取出，完成微生物在纳米海绵中的固定。步骤三中第一助型剂溶液冷却到20℃。步骤二中微生物菌剂在离心机中离心时的温度条件为1℃。步骤一和步骤四中的水均为无菌去离子水。
采用该方法固定液体除臭菌，将固定有液体除臭菌的纳米海绵安装在小便斗塑料壳中。经过在厕所对比测试发现，采用传统除臭块的卫生间臭味明显，且小便斗有结垢现象，而采用本发明的微生物除臭块，厕所气味有明显改善，小便斗没有出现结垢现象，并且可维持1-2个月时间。
实施例二
一种微生物固定方法，包括有一下步骤：步骤一、将第一助型剂与水在80-95℃下搅拌混合，得到第一助型剂溶液，其中第一助型剂与水的质量比为1：100 ，所述第一助型剂为聚乙烯醇、可溶性淀粉的混合物；步骤二、将微生物菌剂用离心机在6000~8000 rpm条件下离心，离心后的菌体利用生理盐水进行洗脱，得到微生物菌悬液；步骤三、将第一助型剂溶液冷却到30℃，将微生物菌悬液加入到冷却后的第一助型剂溶液中形成第一菌悬液，微生物菌悬液与第一助型剂溶液的体积比为8:100；步骤四、将第二助型剂与水在室温下搅拌得到第二助型剂溶液，所述第二助型剂为硼酸和硫酸镁的混合物，第二助型剂与水的质量比为2:100；步骤五、将纳米海绵浸入第一菌悬液中，纳米海绵充分吸收第一菌悬液后去取出纳米海绵，沥去纳米海绵表面的水；步骤六、将纳米海绵在第二助型剂溶液中浸泡10分钟后取出，完成微生物在纳米海绵中的固定。步骤二中微生物菌剂在离心机中离心时的温度条件为5℃。步骤一和步骤四中的水均为无菌去离子水。
采用该方法固定用于河道液体治理的微生物菌，将固定有河道液体治理微生物菌的纳米海绵安装在河道处理设备的支架上。该方法固定的菌种与采用悬挂填料、活性炭、陶粒填料的微生物菌固定方法在相同的情况下治理劣五类水。采用本发明的固定方法，河道水的CODcr从45mg/L降到11mg/L，氨氮从2.5mg/L降到0.8mg/L，总磷从0.38mg/L降到0.09mg/L，总氮从2.9mg/L降到1.1mg/L，基本达到三类水标准。
本发明通过第一助型剂和第二助型剂的网状交联，同时以纳米海绵为载体，一方面不影响污染物与微生物菌进行接触，另一方面可有效防止有益菌逃出，随水流失。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种微生物固定方法，其特征在于，包括有一下步骤：
步骤一、将第一助型剂与水在80-95℃下搅拌混合，得到第一助型剂溶液，其中第一助型剂与水的质量比为0.1-1：100 ，所述第一助型剂为壳聚糖、聚乙烯醇、可溶性淀粉、纤维素、海藻酸钠和聚乙二醇中一种或多种；
步骤二、将微生物菌剂用离心机在6000~8000 rpm条件下离心，离心后的菌体利用生理盐水进行洗脱，得到微生物菌悬液；
步骤三、将第一助型剂溶液冷却到40℃以下，将微生物菌悬液加入到冷却后的第一助型剂溶液中形成第一菌悬液，微生物菌悬液与第一助型剂溶液的体积比为1-10:100；
步骤四、将第二助型剂与水在室温下搅拌得到第二助型剂溶液，所述第二助型剂为氯化钙、硼酸、硫酸镁中的一种或多种，第二助型剂与水的质量比为1-3:100；
步骤五、将纳米海绵浸入第一菌悬液中，纳米海绵充分吸收第一菌悬液后去取出纳米海绵，沥去纳米海绵表面的水；
步骤六、将纳米海绵在第二助型剂溶液中浸泡1-10分钟后取出，完成微生物在纳米海绵中的固定。
2.如权利要求1所述的微生物固定方法，其特征在于，所述步骤三中第一助型剂溶液冷却到20-30℃。
3.如权利要求1所述的微生物固定方法，其特征在于，所述步骤二中微生物菌剂在离心机中离心时的温度条件为1-5℃。
4.如权利要求1所述的微生物固定方法，其特征在于，所述步骤一和步骤四中的水均为无菌去离子水。
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