CN114517195B - 一种微生物组合物及其制备方法 - Google Patents
一种微生物组合物及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114517195B CN114517195B CN202111616805.5A CN202111616805A CN114517195B CN 114517195 B CN114517195 B CN 114517195B CN 202111616805 A CN202111616805 A CN 202111616805A CN 114517195 B CN114517195 B CN 114517195B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- microorganism
- microbial
- polyethylene glycol
- auxiliary agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 title claims abstract description 55
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 9
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 56
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 29
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dimethacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(C)=C STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 10
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 125000004386 diacrylate group Chemical group 0.000 claims abstract description 9
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 13
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 11
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 claims description 7
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 241001240958 Pseudomonas aeruginosa PAO1 Species 0.000 claims description 3
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 claims description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 3
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 claims description 3
- 239000012137 tryptone Substances 0.000 claims description 3
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003999 initiator Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 2
- 101150026476 PAO1 gene Proteins 0.000 description 11
- JKEJEOJPJVRHMQ-UHFFFAOYSA-N N-octanoyl-L-homoserine lactone Natural products CCCCCCCC(=O)NC1CCOC1=O JKEJEOJPJVRHMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JKEJEOJPJVRHMQ-JTQLQIEISA-N n-(2-oxotetrahydrofuran-3-yl)octanamide Chemical compound CCCCCCCC(=O)N[C@H]1CCOC1=O JKEJEOJPJVRHMQ-JTQLQIEISA-N 0.000 description 8
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 6
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 6
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OPIFSICVWOWJMJ-AEOCFKNESA-N 5-bromo-4-chloro-3-indolyl beta-D-galactoside Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=CNC2=CC=C(Br)C(Cl)=C12 OPIFSICVWOWJMJ-AEOCFKNESA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 2
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 2
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589155 Agrobacterium tumefaciens Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 239000006142 Luria-Bertani Agar Substances 0.000 description 1
- 239000004098 Tetracycline Substances 0.000 description 1
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 239000007640 basal medium Substances 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 229910052800 carbon group element Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- UNFWWIHTNXNPBV-WXKVUWSESA-N spectinomycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](NC)[C@@H](O)[C@H]([C@@H]([C@H]1O1)O)NC)[C@]2(O)[C@H]1O[C@H](C)CC2=O UNFWWIHTNXNPBV-WXKVUWSESA-N 0.000 description 1
- 229960000268 spectinomycin Drugs 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 229960002180 tetracycline Drugs 0.000 description 1
- 229930101283 tetracycline Natural products 0.000 description 1
- 235000019364 tetracycline Nutrition 0.000 description 1
- 150000003522 tetracyclines Chemical class 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
- C12N11/14—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an inorganic carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
- C02F3/341—Consortia of bacteria
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
- C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
- C12N11/08—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer
- C12N11/089—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Abstract
本发明公开了一种微生物组合物及其制备方法，微生物组合物，包括主体和微生物；微生物附着于主体上；主体包括骨架和助剂；骨架包括聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种；助剂包括硅藻土、粉煤灰、改性活性炭和二氧化硅中的至少一种；制备方法，包括：混合步骤：将微生物菌液与助剂混合，然后加入骨架试剂，得到混合液；交联步骤：在混合液中加入交联剂和引发剂，得到待凝固溶液，将待凝固溶液凝固成型，得到微生物组合物；微生物组合物，为将微生物固定在碳基材料上，使微生物富集效率更高，生长更稳定，从而提高污水处理效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种微生物组合物及其制备方法，属于微生物技术领域。
背景技术
污水处理一直是改善居住环境的重要课题，也是当今人们生活的刚性需求。生物法污水处理技术是当前主要的污水处理方法之一，其利用微生物的生化反应，将水体中的污染物去除。然而，处理过程会产生大量的污泥，该污泥的处理不但增加了污水处理的成本，也带来了由于需要妥善处理而造成的其他环境污染问题。不产泥或者少产泥，是微生物污水处理技术工艺改进的切入点之一。但是废水中微生物种类繁多，将分离筛选的高效降解菌直接运用于废水处理时，容易受到本地土著菌群的干扰，难以生长和稳定增殖，在实际应用中具有很大的不确定性。如果可以提高微生物的固定性，则可以增强其适应性和耐冲击能力，实现废水的高效处理。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种微生物组合物，为将微生物固定在碳基材料上，使微生物富集效率更高，生长更稳定，从而提高污水处理效果。
本发明的第二个目的在于提供一种上述微生物组合物的制备方法。
实现本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种微生物组合物，包括主体和微生物；微生物附着于主体上；主体包括骨架和助剂；骨架包括聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种；助剂包括硅藻土、粉煤灰、改性活性炭和二氧化硅中的至少一种。
进一步地，微生物的附着量为≥50mg微生物/g主体。
进一步地，微生物为铜绿假单胞菌和代尔夫特菌中的至少一种。
实现本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种微生物组合物的制备方法，包括：
混合步骤：将微生物菌液与助剂混合，然后加入骨架试剂，得到混合液；
助剂包括硅藻土、粉煤灰、改性活性炭和二氧化硅中的至少一种；骨架试剂包括聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种；
交联步骤：在混合液中加入交联剂和引发剂，得到待凝固溶液，将待凝固溶液凝固成型，得到微生物组合物。
进一步地，微生物菌液与助剂的质量比为100:(2.5-15)，微生物菌液的浓度为25-110mg干细胞/mL；
进一步地，混合步骤中，将微生物菌液与助剂混合，在温度为28-35℃的条件下震荡培养1-2h。
进一步地，混合步骤中，将微生物菌液与助剂混合，在温度为30℃、200rpm的条件下培养。
进一步地，混合步骤中，骨架试剂在混合液中的比例为8-25wt％。
进一步地，交联步骤中，交联剂为N,N,N',N'-四甲基乙二胺；引发剂为过硫酸钾。
进一步地，交联步骤中，交联剂在待凝固溶液中的比例为0.1-0.5wt％；引发剂在待凝固溶液中的比例为0.1-0.3wt％。
进一步地，交联步骤中，将待凝固溶液在温度为20-30℃，时间30-60min的条件下凝固成型。
进一步地，还包括切割步骤：将待凝固溶液凝固成型后，切割为边长为2-5mm的立方体，得到微生物组合物。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明微生物组合物，主体以二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯的至少一种作为骨架材料，结合碳族元素硅藻土、粉煤灰、改性活性炭和二氧化硅中的至少一种作为助剂进行修饰，提高材料的机械性能和吸附性能；为细菌的增殖提供更多的内部空间，有利于细菌在内部形成稳定的生物膜，增强其耐受性能；
2、本发明微生物组合物的主体材料可将组合物内的微生物与外界隔离，但微孔结构使营养物质和微生物代谢物可自由通过，为组合物内的微生物增殖提供一个稳定和营养物充足的内环境；显著提高了材料的机械性能、传质性能和使用寿命；
3、本发明微生物组合物的主体材料的化学稳定性好，柔韧性高，提高微生物的抗冲击负荷能力，从而提高了污水、废水的处理效率；
4、本发明微生物组合物的制备方法，骨架试剂能快速聚合且形成均一稳定的多孔网状结构，结合助剂碳族元素的多孔结构配合，为微生物附着提供了更多位点和比表面积，使得微生物具有稳定良好的增殖环境。
附图说明
图1为实施例1微生物组合物示意图；
图2为实施例1微生物组合物的SEM图；
图3为实施例2微生物组合物示意图；
图4为实施例2微生物组合物的SEM图；
图5为实施例3微生物组合物示意图；
图6为实施例3微生物组合物的SEM图；
图7为NO3--N还原性能曲线图；
图8为C8-HSL降解性能检测的平板显色圈图示。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
一种微生物组合物的制备方法，包括：
混合步骤：将微生物菌液与助剂混合，微生物菌液与助剂的质量比为100:(2.5-15)，微生物菌液的浓度为100mg干细胞/mL，在温度为28-35℃的条件下200rpm培养1-2h，然后加入骨架试剂，得到混合液，骨架试剂在混合液中的比例为8-25wt％；
助剂包括硅藻土、粉煤灰、改性活性炭和二氧化硅中的至少一种；骨架试剂包括聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种；
交联步骤：在混合液中加入N,N,N',N'-四甲基乙二胺和过硫酸钾，得到待凝固溶液，N,N,N',N'-四甲基乙二胺在待凝固溶液中的比例为0.1-0.5wt％，过硫酸钾在待凝固溶液中的比例为0.1-0.3wt％，将待凝固溶液在温度为20-30℃，时间30-60min的条件下凝固成型；
切割步骤：将待凝固溶液凝固成型后，切割为边长为2-5mm的立方体，得到微生物组合物；颗粒太小不利于沉降，太大则导致骨架内部利用率低，2-5mm比表面积较大，利用率高且利于截流，为最适颗粒大小。
微生物组合物的使用方式为：将其直接浸入水中。
微生物菌液通过以下方法制备：将微生物接种到无菌的LB液体培养基(胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠10g/L)中，30℃，200rpm培养48h，4-10℃下，4000-6000rpm下离心5-10min，沉淀用适量无菌水重悬，并取样在105℃烘干测定细胞浓度，将微生物菌重悬液稀释到100mg干细胞/mL。
微生物组合物中，微生物的附着量为≥50mg微生物/g主体；微生物为铜绿假单胞菌和代尔夫特菌中的至少一种。
凝固温度20-30℃是大部分微生物生长的最适温度，所得的微生物组合物的微生物性最好；固定化时间在30-60min内基本完成催化交联反应，低于30min可能未完成反应，导致骨架结构不稳定；时间过长会导致成型效率下降。
目前常用的海藻酸钠固定化微生物方法，制备过程复杂，成本较高，且形成的藻酸盐凝胶容易被微生物分解，不能长期使用；此外，常规的方法还包括共价法、交联法等，例如聚乙烯醇和海藻酸钠混合交联的固定化方法，但聚乙烯醇在快速交联的过程中使用的硼酸交联剂对微生物具有极强的杀伤力，导致其固定化活性较低，效率下降。
微生物组合物尤其适用于低C/N比废水处理，也就是说，低C/N比的废水通常为能源不足，微生物长期饥饿，但骨架为惰性介质，微生物可在骨架内部稳定存活。
实施例1：
制备微生物菌液：将铜绿假单胞菌PAO1(ATCC 15692)和代尔夫特菌JL5(CCTCCM2021139)分别接种到300mL无菌的LB液体培养基(胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠10g/L)中，30℃，200rpm培养48h，4-10℃下，6000rpm下离心10min，沉淀用适量无菌水重悬，并取样在105℃烘干测定细胞浓度；将PAO1和JL5重悬液稀释到100mg干细胞/mL。
一种微生物组合物的制备方法，包括：
混合步骤：将PAO1和JL5的菌液分别与硅藻土(200目)混合，菌液与硅藻土的质量比为100:5，在温度为30℃的条件下200rpm培养2h，然后加入浓度为12.5wt％的聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量400)，得到混合液，聚乙二醇二丙烯酸酯在混合液中的比例为20wt％；
交联步骤：在混合液中加入N,N,N',N'-四甲基乙二胺和过硫酸钾，得到待凝固溶液，N,N,N',N'-四甲基乙二胺在待凝固溶液中的比例为0.4wt％，过硫酸钾在待凝固溶液中的比例为0.2wt％，将待凝固溶液在温度为25℃，时间55min的条件下凝固成型；
切割步骤：将待凝固溶液凝固成型后，切割为边长为3-5mm的立方体，如图1所示，其固定有PAO1的微生物组合物的SEM图，如图2所示，PAO1在主体内部形态完好，且可观察到明显的细菌增殖分裂。
实施例2：
微生物菌液的制备同实施例1；
一种微生物组合物的制备方法，包括：
混合步骤：将PAO1和JL5的菌液分别与粉煤灰(200目)混合，菌液与粉煤灰的质量比为100:10，在温度为30℃的条件下200rpm培养2h，然后加入浓度为6.25wt％的聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(平均分子量400)和6.25wt％聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，得到混合液，聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯总量在混合液中的比例为18wt％；
交联步骤：在混合液中加入N,N,N',N'-四甲基乙二胺和过硫酸钾，得到待凝固溶液，N,N,N',N'-四甲基乙二胺在待凝固溶液中的比例为0.4wt％，过硫酸钾在待凝固溶液中的比例为0.2wt％，将待凝固溶液在温度为25℃，时间55min的条件下凝固成型；
切割步骤：将待凝固溶液凝固成型后，切割为边长为3-5mm的立方体，如图3所示，其固定有PAO1的微生物组合物的SEM图，如图4所示，PAO1在主体内部形态完好，且可观察到明显的细菌增殖分裂。
实施例3：
微生物菌液的制备同实施例1；
一种微生物组合物的制备方法，包括：
混合步骤：将PAO1和JL5的菌液与活性炭(200目)混合，菌液与活性炭的质量比为100:8，在温度为30℃的条件下200rpm培养2h，然后加入浓度为12.5wt％的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(平均分子量400)，得到混合液，聚乙二醇二甲基丙烯酸酯在混合液中的比例为15wt％；
交联步骤：在混合液中加入N,N,N',N'-四甲基乙二胺和过硫酸钾，得到待凝固溶液，N,N,N',N'-四甲基乙二胺在待凝固溶液中的比例为0.4wt％，过硫酸钾在待凝固溶液中的比例为0.2wt％，将待凝固溶液在温度为25℃，时间55min的条件下凝固成型；
切割步骤：将待凝固溶液凝固成型后，切割为边长为3-5mm的立方体，如图5所示，其固定有PAO1的微生物组合物的SEM图，如图6所示，PAO1在主体内部形态完好，且可观察到明显的细菌增殖分裂。
固定有PAO1的微生物组合物的活性检验：
(1)取实施例1-3固定有PAO1的微生物组合物各5g，添加到200mL反硝化培养基中(表格1所示)，30℃，200rpm下连续培养；
表格1反硝化基础培养基
| 物质 | 浓度(g/L) |
| KNO3 | 1.44 |
| 葡萄糖 | 2 |
| K2HPO4 | 3 |
| NaH2PO4 | 6 |
| NaCl | 5 |
| MgSO4 | 0.2 |
(2)分别在0，6，12，18，24h取样10mL，样品在8000×g下离心5mi n，样品保存于4℃；
(3)采用国标法所有样品NO3 --N(HJ/T 346-2007)、NO2 --N(GB 7493-87)和NH4 +-N(HJ 536-2009)浓度；
(4)绘制氮代谢曲线并分析脱氮性能，如图7所示，曲线①为无微生物的主体(不加入微生物菌液，其余与实施例1相同)，②实施例1，③实施例2，④实施例3；实施例1-3的NO3--N还原动力学特性差异较小，均能在16h内将200mg/LNO3--N完全消耗。
固定有JL5的微生物组合物的活性检验：
(1)取实施例1-3固定有JL5的微生物组合物各5g，添加到100mL 50mmol/L的Tris-Cl缓冲液(含200nmol/LN-庚酰基高丝氨酸内酯(C8-HSL)中，30℃，200rpm下连续培养；
(2)分别在1，30，60，90min取样1mL，样品在8000×g下离心5min，取上清于95℃加热；C8-HSL的剩余量采用根瘤农杆菌Agrobacterium tumefaci ens A136(ATCC 51350)的X-Gal生物显色法，用含有4.5μg/mL四环素、50μg/mL大观霉素和200μg/mL X-Gal及报告菌株A136的LB琼脂平板检测上清液中剩余的C8-HSL含量；
(3)30℃恒温培养24h后观察指示平板显色圈的大小、颜色深浅，根据已知浓度的C8-HSL的显色圈大小评估固定化JL5的降解能力，如图8所示，①为无微生物的主体(不加入微生物菌液，其余与实施例1相同)，②实施例1，③实施例2，④实施例3，从图中所得，实施例2的C8-HSL降解性能最好，能在90min内将200nmol/L C8-HSL完全降解，而实施例1和实施例3在90min内仍有部分剩余，但都显示出了较强的C8-HSL降解活性。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种微生物组合物，包括主体和微生物；所述微生物附着于主体上；所述主体包括骨架和助剂；其特征在于，所述骨架包括聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种；所述助剂包括硅藻土、粉煤灰、改性活性炭和二氧化硅中的至少一种；所述微生物为铜绿假单胞菌PAO1(ATCC 15692)和代尔夫特菌JL5(CCTCC M2021139)；
所述微生物组合物通过以下方法制备得到：
混合步骤：将微生物菌液与助剂混合，微生物菌液与助剂的质量比为100:(2.5-15)，微生物菌液的浓度为100mg干细胞/mL，在温度为28-35℃的条件下200rpm培养1-2h，然后加入骨架试剂，得到混合液，骨架试剂在混合液中的比例为8-25wt％；
交联步骤：在混合液中加入N,N,N',N'-四甲基乙二胺和过硫酸钾，得到待凝固溶液，N,N,N',N'-四甲基乙二胺在待凝固溶液中的比例为0.1-0.5wt％，过硫酸钾在待凝固溶液中的比例为0.1-0.3wt％，将待凝固溶液在温度为20-30℃，时间30-60min的条件下凝固成型；
切割步骤：将待凝固溶液凝固成型后，切割为边长为2-5mm的立方体。
2.如权利要求1所述的微生物组合物，其特征在于，所述微生物的附着量为≥50mg微生物/g主体。
3.如权利要求1所述的微生物组合物，其特征在于，所述微生物菌液通过以下方法制备：将微生物接种到无菌的LB液体培养基(胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，氯化钠10g/L)中，30℃，200rpm培养48h，4-10℃下，4000-6000rpm下离心5-10min，沉淀用适量无菌水重悬，并取样在105℃烘干测定细胞浓度，将微生物菌重悬液稀释到100mg干细胞/mL。
4.一种微生物组合物的制备方法，其特征在于，包括：
混合步骤：将微生物菌液与助剂混合，微生物菌液与助剂的质量比为100:(2.5-15)，微生物菌液的浓度为100mg干细胞/mL，在温度为28-35℃的条件下200rpm培养1-2h，然后加入骨架试剂，得到混合液，骨架试剂在混合液中的比例为8-25wt％；所述骨架试剂包括聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种；所述助剂包括硅藻土、粉煤灰、改性活性炭和二氧化硅中的至少一种；所述微生物为铜绿假单胞菌PAO1(AT CC 15692)和代尔夫特菌JL5(CCTCC M2021139)；
交联步骤：在混合液中加入N,N,N',N'-四甲基乙二胺和过硫酸钾，得到待凝固溶液，N,N,N',N'-四甲基乙二胺在待凝固溶液中的比例为0.1-0.5wt％，过硫酸钾在待凝固溶液中的比例为0.1-0.3wt％，将待凝固溶液在温度为20-30℃，时间30-60min的条件下凝固成型；
切割步骤：将待凝固溶液凝固成型后，切割为边长为2-5mm的立方体，得到微生物组合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111616805.5A CN114517195B (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 一种微生物组合物及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111616805.5A CN114517195B (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 一种微生物组合物及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114517195A CN114517195A (zh) | 2022-05-20 |
| CN114517195B true CN114517195B (zh) | 2024-04-16 |
Family
ID=81596850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111616805.5A Active CN114517195B (zh) | 2021-12-27 | 2021-12-27 | 一种微生物组合物及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114517195B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107446861B (zh) * | 2017-09-06 | 2024-02-27 | 北京双龙阿姆斯科技有限公司 | 降解重金属残留的微生物菌剂及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101812440A (zh) * | 2010-01-22 | 2010-08-25 | 北京桑德环保集团有限公司 | 用于降解氨氮的硝化细菌载体及其制备方法 |
-
2021
- 2021-12-27 CN CN202111616805.5A patent/CN114517195B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101812440A (zh) * | 2010-01-22 | 2010-08-25 | 北京桑德环保集团有限公司 | 用于降解氨氮的硝化细菌载体及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114517195A (zh) | 2022-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109628353B (zh) | 一种生物炭基固定化微生物菌剂及其制备方法与应用 | |
| US9404163B2 (en) | Pseudomonas putida strain as well as its microbial inoculum and application | |
| CN108359663B (zh) | 一种聚磷菌固定化小球及其应用 | |
| CN109536173B (zh) | 一种同时修复重金属和草甘膦的复合材料及其制备方法 | |
| CN108726667B (zh) | 一种水凝胶包埋微生物载体的制备方法 | |
| CN114517195B (zh) | 一种微生物组合物及其制备方法 | |
| CN107473404B (zh) | 一种自成型块状碳载体固定微生物的净水剂及其制备方法 | |
| CN114807110B (zh) | 一种水处理用微生物固定化颗粒及其制备方法 | |
| CN110981082B (zh) | 苏氨酸发酵废水的净化工艺 | |
| CN114133043A (zh) | 一种缓释碳源材料的制备方法及其应用 | |
| CN113462600A (zh) | 一种好氧厌氧混合体生物制剂及其制备方法 | |
| CN106754513B (zh) | Tx-100改性海藻酸钠包埋假单胞菌颗粒的制备及应用 | |
| CN110980960B (zh) | 一种除油菌剂及应用该菌剂的污泥处理方法 | |
| CN109133361A (zh) | 一种用于黑臭河治理的生物缓释球及制备方法及应用 | |
| CN106119150A (zh) | 一种除磷微生物菌剂及其制备方法和应用 | |
| CN106635918B (zh) | 一株戴尔福特菌及其在剩余污泥减量与脱水中的应用 | |
| CN111762894B (zh) | 一种水体净化材料制备方法及其应用 | |
| CN114645041A (zh) | 一种底泥改良复合菌剂及制备方法 | |
| CN109896703B (zh) | 一种养殖厌氧污水培养的光-酶复合催化功能微生物净水剂 | |
| CN110790397B (zh) | 用于冶钢港渠排污口原位修复的复合微生物制剂 | |
| CN109988729B (zh) | 一组常温复配菌系及其在木质纤维素降解中的应用 | |
| CN110451634B (zh) | 一种双亲性硅基生物载体及制备方法及应用 | |
| CN111547840A (zh) | 一种用于无碳自养脱氮罐中使用的固体颗粒复合微生物载体及其制备方法 | |
| CN112175934A (zh) | 一种具有耐盐脱氮能力的微生物材料及其制备方法和应用 | |
| CN107512780B (zh) | 一种去除养殖污水中高浓度氨氮的菌碳净水剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |