CN110734905A - 固定化微生物颗粒及其制备方法以及净化水质方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种固定化微生物颗粒及其制备方法以及净化水质方法。该固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：取固体凝胶组合物加热溶解形成载体溶液，之后将温度降至25‑45℃并将微生物悬浮液注入载体溶液中，混合均匀，得到微生物溶解液；将微生物溶解液注入到氯化钙溶液中，1‑2h后用水冲洗得到固化有微生物的凝胶；将固化有微生物的凝胶加入到氯化钙溶液中，静置之后弃去氯化钙溶液，用水冲洗固化有微生物的凝胶，过滤即得固定化微生物颗粒。凝胶含水量较高，将微生物固化在凝胶中可为微生物提供相应的水分，提高固化后的微生物的存活率，使得微生物活性损失较小，活性较高。

Description

固定化微生物颗粒及其制备方法以及净化水质方法

技术领域

本发明属于净化水技术领域，具体涉及一种固定化微生物颗粒及其制备方法以及净化水 质方法。

背景技术

在水产养殖中，常常利用微生物净化、改善水质，常规方法是将微生物直接投入水体中， 微生物可能沉入水底或死亡，且分散的单个微生物净化、改善水质效果有限。

现有技术中，申请公布号为CN109468307A的发明专利公开了一种固定化微生物颗粒，该 固定化微生物颗粒，其中各组分及质量百分比如下：过氧化钙50～90％、粘合剂1～45％、 微生物材料3～25％；微生物材料是将预先富集好的高浓度微生物固化在载体材料上制成的； 微生物材料中富集的微生物浓度为108～1011个/克；过氧化钙是干燥的过氧化钙粉末；固定 化微生物颗粒是将富集有微生物的微生物材料加入到干燥的过氧化钙粉末中，再加入粘合剂， 充分混合均匀，采用直接粉末压片法或者干法制粒压片法，压片、制粒，制成的干燥颗粒。 该固定化微生物颗粒，将微生物固定在载体材料上，且整个固定化微生物颗粒的含水量较低， 微生物极易死亡损失，微生物活性较低。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种固定化微生物颗粒的制备方法，操作简单且制备出的固 定化微生物颗粒的微生物活性较高。

本发明的第二个目的是提供一种固定化微生物颗粒。

本发明的第三个目的是提供一种净化水质的方法。

为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：固定化微生物颗粒的制备方法，包括以 下步骤：

1)取固体凝胶组合物加热溶解形成载体溶液，之后将温度降至25-45℃并将微生物悬浮 液注入载体溶液中，混合均匀，得到微生物溶解液；

2)将步骤1)中的微生物溶解液注入到氯化钙溶液中，1-2h后用水冲洗得到固化有微生 物的凝胶；

3)将步骤2)中的固化有微生物的凝胶加入到氯化钙溶液中，静置之后弃去氯化钙溶液， 用水冲洗固化有微生物的凝胶，过滤即得固定化微生物颗粒。

进一步地，步骤1)中所述固体凝胶组合物包括以下组份：水和凝胶载体，凝胶载体包 括卡拉胶、琼脂、明胶、海藻酸钠中的一中或几种。

进一步地，步骤1)中所述固体凝胶组合物包括以下质量分数的组份：0.1-7％的卡拉胶、 0.1-6％的琼脂、0.1-5％的明胶、0.1-9％的海藻酸钠，余量为水。

进一步地，步骤1)中所述微生物悬浮液中含有的微生物包括亚硝酸菌、硝酸菌、酵母 菌、枯草芽孢杆菌中的一种或几种。

进一步地，所述氯化钙溶液中氯化钙的质量分数为0.1-5％。

进一步地，步骤3)中所述静置是在1-9℃条件下静置12-24h。

进一步地，步骤2)中将所述固化有微生物的凝胶使用注射器滴入到氯化钙溶液中。

上述固定化微生物颗粒的制备方法制备的固定化微生物颗粒。

利用上述固定化微生物颗粒净化水质的方法，包括以下步骤：

1)将固定化微生物颗粒置于带有网孔的容器中以使微生物与外界物质接触；

2)将容器置于待净化的水中或将容器固定于待净化的水中的漂浮物中。

所述容器为使用网状物做成的刚性管状或柔性袋状结构。

本发明的有益效果：

本发明的固定化微生物颗粒的制备方法，将微生物固化在凝胶中，可防止微生物随水流 失，提高微生物的利用率。凝胶含水量较高，将微生物固化在凝胶中可为微生物提供相应的 水分，提高固化后的微生物的存活率，使得微生物活性损失较小，活性较高。

本发明的固定化微生物颗粒，以凝胶作为载体，即可实现对微生物的固化，又可以使得 微生物保留较高的活性，提高其净化水的能力。

本发明的固定化微生物颗粒净化水质的方法，将固定化微生物颗粒置于带有网孔的容器 中，实现对固定化微生物颗粒的支撑与固定，同时可使的固定化微生物颗粒与待净化水质直 接接触，使得固定化微生物颗粒上的微生物较为高效的对水质进行净化。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅 仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)取以下质量分数的组份：3％的卡拉胶、1％的琼脂、5％的明胶及4％的海藻酸钠，余量 为水，加热溶解形成载体溶液，之后将温度降至38℃。将微生物悬浮液注入载体溶液中，混 合均匀，得到微生物溶解液，微生物悬浮液选用亚硝酸菌悬浮液。

2)取氯化钙的质量分数为0.6％的氯化钙溶液，将步骤1)中的微生物溶解液使用注射器 滴入到上述氯化钙溶液中，1h后用无菌水冲洗得到固化有微生物的凝胶；

3)取氯化钙的质量分数为0.6％的氯化钙溶液，将步骤2)中的固化有微生物的凝胶再次 加入到氯化钙溶液中，在5℃条件下静置12h之后弃去氯化钙溶液，用无菌水冲洗固化有微 生物的凝胶，过滤即得固定化微生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒，即为上述固定化微生物颗粒的制备方法制备的固定化微 生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒净化水质的方法，包括以下步骤：

1)将固定化微生物颗粒置于带有网孔的容器中以使微生物与外界物质接触。容器为使用 网状物做成的刚性管状结构。

2)将容器固定于待净化的水中的漂浮物中，形成浮床。

实施例2

本实施例的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)取以下质量分数的组份：2％的琼脂、3％的明胶及3％的海藻酸钠，余量为水，加热溶 解形成载体溶液，之后将温度降至40℃。将微生物悬浮液注入载体溶液中，混合均匀，得到 微生物溶解液，微生物悬浮液选用亚硝酸菌、硝酸菌的混合悬浮液。

2)取氯化钙的质量分数为0.1％的氯化钙溶液，将步骤1)中的微生物溶解液使用注射器 滴入到上述氯化钙溶液中，1.5h后用无菌水冲洗得到固化有微生物的凝胶；

3)取氯化钙的质量分数为0.1％的氯化钙溶液，将步骤2)中的固化有微生物的凝胶再次 加入到氯化钙溶液中，在3℃条件下静置12h之后弃去氯化钙溶液，用无菌水冲洗固化有微 生物的凝胶，过滤即得固定化微生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒，即为上述固定化微生物颗粒的制备方法制备的固定化微 生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒净化水质的方法，包括以下步骤：

1)将固定化微生物颗粒置于带有网孔的容器中以使微生物与外界物质接触。容器为使用 网状物做成的柔性袋状结构。

2)将容器固定于待净化的水中的固定物中。

实施例3

本实施例的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)取以下质量分数的组份：1.5％的明胶及6％的海藻酸钠，余量为水，加热溶解形成载 体溶液，之后将温度降至45℃。将微生物悬浮液注入载体溶液中，混合均匀，得到微生物溶 解液，微生物悬浮液选用亚硝酸菌与酵母菌的混合悬浮液。

2)取氯化钙的质量分数为0.8％的氯化钙溶液，将步骤1)中的微生物溶解液使用注射器 滴入到上述氯化钙溶液中，2h后用无菌水冲洗得到固化有微生物的凝胶；

3)取氯化钙的质量分数为1％的氯化钙溶液，将步骤2)中的固化有微生物的凝胶再次加 入到氯化钙溶液中，在4℃条件下静置24h之后弃去氯化钙溶液，用无菌水冲洗固化有微生 物的凝胶，过滤即得固定化微生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒，即为上述固定化微生物颗粒的制备方法制备的固定化微 生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒净化水质的方法，包括以下步骤：

1)将固定化微生物颗粒置于带有网孔的容器中以使微生物与外界物质接触。容器为使用 网状物做成的刚性管状结构。

2)将容器置于待净化的水中。

实施例4

本实施例的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)取以下质量分数的组份：5％的卡拉胶、1％的琼脂、3％的明胶,余量为水，加热溶解形 成载体溶液，之后将温度降至30℃。将微生物悬浮液注入载体溶液中，混合均匀，得到微生 物溶解液，微生物悬浮液选用亚硝酸菌与枯草芽孢杆菌的混合悬浮液。

2)取氯化钙的质量分数为0.2％的氯化钙溶液，将步骤1)中的微生物溶解液使用注射器 滴入到上述氯化钙溶液中，1.5h后用无菌水冲洗得到固化有微生物的凝胶。

3)取氯化钙的质量分数为0.2％的氯化钙溶液，将步骤2)中的固化有微生物的凝胶再次 加入到氯化钙溶液中，在6℃条件下静置24h之后弃去氯化钙溶液，用无菌水冲洗固化有微 生物的凝胶，过滤即得固定化微生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒，即为上述固定化微生物颗粒的制备方法制备的固定化微 生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒净化水质的方法，包括以下步骤：

1)将固定化微生物颗粒置于带有网孔的容器中以使微生物与外界物质接触。容器为使用 网状物做成的刚性管状结构。

2)将容器固定于待净化的水中的漂浮物中，形成浮床。

实施例5

本实施例的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)取以下质量分数的组份：0.5％的卡拉胶、2％的琼脂、及0.5％的海藻酸钠，余量为水， 加热溶解形成载体溶液，之后将温度降至41℃。将微生物悬浮液注入载体溶液中，混合均匀， 得到微生物溶解液，微生物悬浮液选用母菌与枯草芽孢杆菌的混合悬浮液。

2)取氯化钙的质量分数为0.4％的氯化钙溶液，将步骤1)中的微生物溶解液使用注射器 滴入到上述氯化钙溶液中，1h后用无菌水冲洗得到固化有微生物的凝胶。

3)取氯化钙的质量分数为0.48％的氯化钙溶液，将步骤2)中的固化有微生物的凝胶再 次加入到氯化钙溶液中，在1℃条件下静置20h之后弃去氯化钙溶液，用无菌水冲洗固化有 微生物的凝胶，过滤即得固定化微生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒，即为上述固定化微生物颗粒的制备方法制备的固定化微 生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒净化水质的方法，包括以下步骤：

1)将固定化微生物颗粒置于带有网孔的容器中以使微生物与外界物质接触。容器为使用 网状物做成的刚性管状结构。

2)将容器固定于待净化的水中的漂浮物中，形成浮床。

实施例6

本实施例的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)取以下质量分数的组份：1％的琼脂、1.5％的明胶及6％的海藻酸钠，余量为水，加热 溶解形成载体溶液，之后将温度降至35℃。将微生物悬浮液注入载体溶液中，混合均匀，得 到微生物溶解液，微生物悬浮液选用亚硝酸菌、硝酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌的混合悬浮 液。

2)取氯化钙的质量分数为1％的氯化钙溶液，将步骤1)中的微生物溶解液使用注射器滴 入到上述氯化钙溶液中，1h后用无菌水冲洗得到固化有微生物的凝胶；

3)取氯化钙的质量分数为1％的氯化钙溶液，将步骤2)中的固化有微生物的凝胶再次加 入到氯化钙溶液中，在8℃条件下静置16h之后弃去氯化钙溶液，用无菌水冲洗固化有微生 物的凝胶，过滤即得固定化微生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒，即为上述固定化微生物颗粒的制备方法制备的固定化微 生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒净化水质的方法，包括以下步骤：

1)将固定化微生物颗粒置于带有网孔的容器中以使微生物与外界物质接触。容器为使用 网状物做成的柔性袋状结构。

2)将容器置于待净化的水中。

实施例7

本实施例的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)取以下质量分数的组份：3％的卡拉胶、5％的琼脂、5％的明胶及8％的海藻酸钠，余量 为水，加热溶解形成载体溶液，之后将温度降至32℃。将微生物悬浮液注入载体溶液中，混 合均匀，得到微生物溶解液，微生物悬浮液选用亚硝酸菌、硝酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌 中的一种或几种。

2)取氯化钙的质量分数为3％的氯化钙溶液，将步骤1)中的微生物溶解液使用注射器滴 入到上述氯化钙溶液中，2h后用无菌水冲洗得到固化有微生物的凝胶；

3)取氯化钙的质量分数为3％的氯化钙溶液，将步骤2)中的固化有微生物的凝胶再次加 入到氯化钙溶液中，在9℃条件下静置18h之后弃去氯化钙溶液，用无菌水冲洗固化有微生 物的凝胶，过滤即得固定化微生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒，即为上述固定化微生物颗粒的制备方法制备的固定化微 生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒净化水质的方法，包括以下步骤：

1)将固定化微生物颗粒置于带有网孔的容器中以使微生物与外界物质接触。容器为使用 网状物做成的柔性袋状结构。

2)将容器置于待净化的水中固定物中。

实施例8

本实施例的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)取以下质量分数的组份：7％的卡拉胶、0.8％的琼脂、0.5％的明胶及4％的海藻酸钠， 余量为水，加热溶解形成载体溶液，之后将温度降至42℃。将微生物悬浮液注入载体溶液中， 混合均匀，得到微生物溶解液，微生物悬浮液选用硝酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌的混合悬 浮液。

2)取氯化钙的质量分数为5％的氯化钙溶液，将步骤1)中的微生物溶解液使用注射器滴 入到上述氯化钙溶液中，1h后用无菌水冲洗得到固化有微生物的凝胶；

3)取氯化钙的质量分数为5％的氯化钙溶液，将步骤2)中的固化有微生物的凝胶再次加 入到氯化钙溶液中，2℃条件下静置25h之后弃去氯化钙溶液，用无菌水冲洗固化有微生物的 凝胶，过滤即得固定化微生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒，即为上述固定化微生物颗粒的制备方法制备的固定化微 生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒净化水质的方法，包括以下步骤：

1)将固定化微生物颗粒置于带有网孔的容器中以使微生物与外界物质接触。容器为使用 网状物做成的刚性管状结构。

2)将容器固定于待净化的水中的漂浮物中，形成浮床。

实施例9

本实施例的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)取以下质量分数的组份：0.1％的卡拉胶、0.1％的琼脂、0.5％的明胶及4％的海藻酸钠， 余量为水，加热溶解形成载体溶液，之后将温度降至42℃。将微生物悬浮液注入载体溶液中， 混合均匀，得到微生物溶解液，微生物悬浮液选用硝酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌的混合悬 浮液。

2)取氯化钙的质量分数为5％的氯化钙溶液，将步骤1)中的微生物溶解液使用注射器滴 入到上述氯化钙溶液中，1h后用无菌水冲洗得到固化有微生物的凝胶；

3)取氯化钙的质量分数为5％的氯化钙溶液，将步骤2)中的固化有微生物的凝胶再次加 入到氯化钙溶液中，2℃条件下静置25h之后弃去氯化钙溶液，用无菌水冲洗固化有微生物的 凝胶，过滤即得固定化微生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒，即为上述固定化微生物颗粒的制备方法制备的固定化微 生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒净化水质的方法，包括以下步骤：

1)将固定化微生物颗粒置于带有网孔的容器中以使微生物与外界物质接触。容器为使用 网状物做成的刚性管状结构。

2)将容器固定于待净化的水中的漂浮物中，形成浮床。

实施例10

本实施例的固定化微生物颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)取以下质量分数的组份：7％的卡拉胶、0.8％的琼脂、0.5％的明胶及0.1％的海藻酸钠， 余量为水，加热溶解形成载体溶液，之后将温度降至42℃。将微生物悬浮液注入载体溶液中， 混合均匀，得到微生物溶解液，微生物悬浮液选用硝酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌的混合悬 浮液。

2)取氯化钙的质量分数为5％的氯化钙溶液，将步骤1)中的微生物溶解液使用注射器滴 入到上述氯化钙溶液中，1h后用无菌水冲洗得到固化有微生物的凝胶；

3)取氯化钙的质量分数为5％的氯化钙溶液，将步骤2)中的固化有微生物的凝胶再次加 入到氯化钙溶液中，2℃条件下静置25h之后弃去氯化钙溶液，用无菌水冲洗固化有微生物的 凝胶，过滤即得固定化微生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒，即为上述固定化微生物颗粒的制备方法制备的固定化微 生物颗粒。

本实施例的固定化微生物颗粒净化水质的方法，包括以下步骤：

1)将固定化微生物颗粒置于带有网孔的容器中以使微生物与外界物质接触。容器为使用 网状物做成的刚性管状结构。

2)将容器固定于待净化的水中的漂浮物中，形成浮床。

Claims (10)

1.固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)取固体凝胶组合物加热溶解形成载体溶液，之后将温度降至25-45℃并将微生物悬浮液注入载体溶液中，混合均匀，得到微生物溶解液；

2)将步骤1)中的微生物溶解液注入到氯化钙溶液中，1-2h后用水冲洗得到固化有微生物的凝胶；

3)将步骤2)中的固化有微生物的凝胶加入到氯化钙溶液中，静置之后弃去氯化钙溶液，用水冲洗固化有微生物的凝胶，过滤即得固定化微生物颗粒。

2.根据权利要求1所述的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述固体凝胶组合物包括以下组份：水和凝胶载体，凝胶载体包括卡拉胶、琼脂、明胶、海藻酸钠中的一中或几种。

3.根据权利要求2所述的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述固体凝胶组合物包括以下质量分数的组份：0.1-7％的卡拉胶、0.1-6％的琼脂、0.1-5％的明胶、0.1-9％的海藻酸钠，余量为水。

4.根据权利要求1所述的固定化微生物颗粒的制备方法法，其特征在于，步骤1)中所述微生物悬浮液中含有的微生物包括亚硝酸菌、硝酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于，所述氯化钙溶液中氯化钙的质量分数为0.1-5％。

6.根据权利要求1所述的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述静置是在1-9℃条件下静置12-24h。

7.根据权利要求1所述的固定化微生物颗粒的制备方法，其特征在于，步骤2)中将所述固化有微生物的凝胶使用注射器滴入到氯化钙溶液中。

8.如权利要求1所述的固定化微生物颗粒的制备方法制备的固定化微生物颗粒。

9.利用如权利要求8所述的固定化微生物颗粒净化水质的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将固定化微生物颗粒置于带有网孔的容器中以使微生物与外界物质接触；

2)将容器置于待净化的水中或将容器固定于待净化的水中的漂浮物中。

10.根据权利要求9所述的净化水质的方法，其特征在于，所述容器为使用网状物做成的刚性管状或柔性袋状结构。