[发明专利]一种微生物的固定化方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物的固定化，具体地说是采用可生物降解的天然有机材料 为载体，采用固体发酵法进行微生物固定化产品的制备。

背景技术

微生物被固定化后具有密度高、反应速度快、耐毒害能力强、产物分离容 易、能实现连续操作、可以大大提高生产能力等优势，因此近年来在医药、化 工和环保等领域得到广泛地应用。

现有的微生物固定化技术按制备方法总体上可分为吸附法、包埋法、共价 结合法和交联法四大类。吸附法多将基材如陶粒、活性炭，多孔玻璃、硅藻土、 高岭土、沸石、高分子有机填料等投加到反应器中，微生物吸附生长形成生物 膜，工程操作中挂膜启动周期长(1-2个月)，所固定的微生物数量受所用的载 体的数量及其表面积的限制，反应稳定性和反复使用性差，结合强度低，细胞 容易脱落。共价结合法、交联固定化、包埋固定化方法处理效果相对稳定，细 胞不易流失，但是交联剂大多比较昂贵，制作方法复杂。已有的微生物固定化 技术为实验室液态制备方法，不利于大规模的应用推广。

传统活性污泥生物处理污水系统运行过程中，菌株易流失，不易固定，耐 冲击性差，恢复慢，一次事故性污水排放有可能造成系统20多天不能正常运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单的处理工业污水微生物的 固定方法。

本发明解决技术问题的技术方案为：一种微生物的固定方法，包括以下工 序：

(1)准备工序：将相应菌种的扩大培养基，调节pH值后，与粒度大于80目 的黄豆皮或稻谷壳进行混合，放入高压蒸汽锅中于115℃，灭菌30分钟，形成 湿基。

菌种的扩大培养基需根据菌种对所处理工业污水中有毒污染物的耐受浓度 添加目的污水，保持固定化微生物对所处理工业污水中有毒污染物的耐受性。

检查筛分筛上产品细粒物含量应＜1.5％。因筛下产品多为豆粉与米粉，含 量过高，使固定化产品的营养物质过多，保存期易生虫；并且固定化产品投加 到污水处理系统，易使出水COD值短期升高。

(2)固体发酵：接种液态培养处于对数生长期的相应的菌株原菌液，接种量 为湿基重量的2％；含水率控制在75-85％，进行发酵。

固体发酵主要控制参数：

1、pH：按菌株液态培养确定的最佳pH值，用0.1mol/LNaOH调节pH值； 包括调节扩大培养基初始pH值，及发酵过程实测pH值后的调整。

2、需氧量：好氧微生物采用通风曝气：厚度h＝3～5cm湿基的通风速率保证 在5～7cm/s范围内。兼性微生物采用间歇翻料保证微生物的需氧量。

3、培养时间：由于豆皮和稻谷壳上面含有丰富的营养物质，利于细菌的生 长繁殖，接种后生长迅速，能明显的观察到微生物的附着生长。曝气5天后Ag(稻 谷壳好氧菌固定化产品)中产生明显的菌胶团，Ad(豆皮好氧菌固定化产品)上 面也附着一层明显的生物膜。兼性厌氧菌固定化产品Fg(稻谷壳兼性厌氧菌固 定化产品)和Fd(豆皮兼性厌氧菌固定化产品)虽没有好氧菌菌量增值明显， 但是稻谷壳和豆皮显现菌落的颜色。

(3)中止发酵：采用干燥脱除外水中止发酵，利用天然干燥、或鼓风干燥至 恒重；

固定化产品因产品含水率很高(稻谷壳含水率为68％，豆皮含水率为73％)、 营养物质丰富，不脱水，存放期易继续发酵；

由于豆皮固定化产品成团，持水量高，以60℃烘箱干燥后保存为佳；稻谷 壳固定化产品松散，持水量低，天然干燥与烘箱干燥均可。

4.保存：储存在阴凉、干燥、通风、避光处，避免和有毒物品一起储运。

5.本固体发酵固定化方法适用的菌种包括好氧的硝化菌和兼性的反硝化菌 及其它由活性污泥接种筛选培养的菌液。

本发明具有以下的特点：

1.以天然有机材料黄豆皮与稻谷壳为固定化载体，材料为粮食加工副产品 廉价易得；黄豆皮与稻谷壳含有粗纤维及淀粉、蛋白质、和微量元素，营养丰 富，与微生物有很好的生物相容性，易于微生物的附着生长；稻谷壳密度适中， 耐浸泡、不易降解或流失；黄豆皮比稻谷壳易降解、比重轻，好氧曝气均匀。

2.本次发明的微生物固定化产品制备方法简单可行，易于操作，产量可控， 易于放大，能实现规模化生产，适合于微生物细胞的高密度、规模化培养。