[发明专利]一种生物膜的制备检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物膜的制备检测方法，具体涉及一种陶粒生物膜的制备，以及检测陶粒上生物膜微生物生长情况的方法。

背景技术

生物预处理是对传统给水处理工艺的突破与革新，一般采用生物膜法，主要包括生物接触氧化、生物滤池、生物转盘、生物流化床等。在目前的工业应用中，生物陶粒是生物膜生长的主要载体之一。生物陶粒是以粘土为主要生产原料，在坯料中掺合一定成孔剂、粘结剂，经配料、团粒、高温烧制、筛分等系列工艺加工而成的粒状材料。强度高、耐摩擦、物化性能稳定、不向水体释放有毒有害物等特性。其主要成为偏铝酸盐，表观为近球形颗粒，表面红褐色或深褐色、表面粗糙多微孔，适合于微生物在其表面生长、繁殖。由于具有较高的比表面积，化学和热稳定性好，价格低廉，因此得到了广泛的应用。

作为生物膜载体，生物陶粒比表面积大、机械强度高的物理特性，有利于微生物生长繁殖，能为微生物提供稳定的栖息环境。附着生长在陶粒表面的生物膜能吸收水中的有机物、氮磷等营养物质进行新陈代谢，达到净化水质的目的。生物陶粒的过滤机理与普通快滤池有所不同，过滤作用主要基于机械截留作用、微生物新陈代谢产生的黏性物质起吸附架桥作用和降低水中胶体颗粒的Zeta电位作用，使部分胶粒脱去形成较大颗粒而被去除。在山西大同册田水库、滏阳河、官厅水库、绍兴青甸湖等地对受污染的水源水的生物预处理试验研究结果表明，采用生物陶粒预处理可有效去除浊度、细菌、大量溶解性有机物、氨氮、色度等污染物质，大大改善后续处理工艺对污染物的去除效果。在天津市自来水集团有限公司进行的生物陶粒滤池处理水厂滤后水试验研究结果表明，生物陶粒滤池对滤后水中CODMn的平均去除率为31.0％，氨氮的平均去除率为67.5％，对浊度也有很好的处理效果，出水浊度均在0.30～0.40NTU范围内。

生物陶粒表面形成的生物膜在水处理中起着重要作用，而目前对于生物膜的检测往往只能根据经验判断，而没有明确的方法。本发明提供的生物膜形成和检测方法，能在生物陶粒表面较快的形成生物膜，并能及时检测生物膜在陶粒表面的生长的情况，有利于后续共组的及时开展。该方法也可应用于生物医学材料中生物膜的研究。本发明在水处理技术和生物医学材料中有广泛的用途。

发明内容

为了改善目前生物陶粒表面挂膜效果不理想的状况，本发明提供了一种新的生物膜制备方法，同时还提供了一种可及时反映生物膜中的微生物生长情况的检测方法，提高生物膜生长的可控性，促进生物陶粒在水处理领域中的广泛应用。

1、一种生物膜的制备检测方法，包括下述步骤：

(1)载体清洗灭菌：用清水冲洗载体(陶粒)，然后置于超声波中清洗5-15min，在121℃灭菌20-30min。

(2)培养微生物：在500mL的三角瓶中加入150-200mL的液体培养基，将对数期菌种入到培养基中，在摇床中培养至对数生长期中期。

(3)陶粒挂膜：在超净台上将100-150g清洗灭菌后的陶粒加入到装有培养物的三角瓶中，再将三角瓶放在摇床中，转速调为80-100rmp培养。

(4)生物膜检测：陶粒在培养基中培养4-6h后，开始进行生物膜的定期检测。检测方法是取6-8颗中等大小的陶粒放入无菌试管，加入1mL无菌水，将试管放在固定好速率的漩涡仪上振荡2-4min。用血球计数板对试管中的细菌进行计数，做相应曲线图，当试管中细菌数目不增加或增长幅度很小时，可认为是生物膜达到最好的时期，即生物膜的培养稳定期。该取样测试实验做三组重复，以确保其稳定。

2、陶粒生物膜的制备方法，其特征在于用超声波清洗陶粒，清除陶粒所吸附的尘土杂质，减少对微生物生长的干扰，同时增大陶粒的比表面积，便于更多的微生物进行附着生长，提高微生物的生物量。

3、陶粒生物膜的制备方法，其特征在于微生物培养至对数期中期时，菌体生长速率快，生物活性很强，便于在陶粒上快速附着生长。

4、根据所述陶粒生物膜的制备方法，微生物培养时摇床转速为160-180rmp，有利于充足的溶氧供给，当培养物中加入陶粒培养时，摇床的转速降为80-100rmp，一方面时保证溶氧，另一方面防止陶粒的振荡的机械剪切力影响菌体的生长。

5、根据陶粒生物膜的检测方法，其特征在于生物膜的检测是实时监控，在陶粒生物膜培养过程中，取6-8颗(根据具体情况固定陶粒数目)中等大小的陶粒放入无菌试管，加入1mL无菌水，将试管放在固定好速率的漩涡仪上振荡2-4min(根据具体情况固定时间)。用血球计数板对试管中的细菌进行计数，在固定的了陶粒数目和旋涡仪振荡的速率时间后，对生物膜上的菌体数进行计数是一种及时又简便可靠的检测方法。