[发明专利]一种复合型固定化微生物颗粒制备及其应用

说明书

本发明公开了一种复合型固定化微生物颗粒的制备方法，属于水处理领域。本发明的技术方案是提供一种胶囊型的固定化颗粒，不仅易于微生物的生长，并且兼具固定化颗粒特点的固定化颗粒，其具体方法包括：(1)通过富集培养获得高效光合细菌菌株；(2)光合细菌的浓缩；(3)玻璃纤维球的制备；(4)光合细菌在玻璃纤维球内增殖培养；(5)包埋材料(聚乙烯醇、聚乙烯醇‑海藻酸钠、海藻酸钠等)的配置；(6)复合型固定化光合细菌颗粒的合成。本发明微生物固定化方法所制备的颗粒具有较强的机械性能，且由于玻璃纤维球的多孔性和透光性，克服了传统包埋颗粒的传质性能差，光利用率较低的难题。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种高效的固定光合细菌颗粒的制备方法及其在水处理中的应用。

背景技术

光合细菌(Photosynthetic bacteria，PSB)是一类以光作为能源，能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。由于光合细菌菌体较小，自然沉降困难，在实际应用中存在菌体流失和固液分离两个问题。为了解决这两个问题，就需要不断地培养和添加新鲜菌体，还需要进行固液分离的处理工作，由此造成处理工艺流程复杂，增加处理成本，严重影响了它在生产中的推广应用。而固定化技术可以解决这种问题，传统的固定化方法有包埋法和吸附法应用较多，但以聚乙烯醇、海藻酸钠、琼脂、明胶等为包埋剂制备的颗粒，机械性能差且包埋材料会影响第五和产物的扩散性，进而限制了这种方法的应用，而吸附法大多以多孔材料为载体，使细菌附着在上面，这种固定化方法在水力作用下细菌极其容易从载体上脱落。因此，本发明利用包埋法和吸附法的优点并且克服二者的缺点制备了一种复合型光合细菌固定化颗粒。

发明内容

本发明的目的是针对目前细菌固定化中存在的主要问题，提供一种固定化微生物技术，通过吸附法将光合细菌吸附在玻璃纤维球内，再通过包埋法在玻璃纤维球的外表面涂覆一层薄膜，从而制得固定化颗粒，这种固定化颗粒不仅克服了传统固定化方法的缺点，并且显著提高了固定化颗粒对废水的处理效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种复合型光合细菌固定化填料(简称固定化颗粒)，所述复合型光合细菌固定化填料按以下方法制备：

(1)将光合细菌在光合细菌液体培养基中光照厌氧条件下培养至对数生长期，固液分离弃去上清液，收集光合细菌菌体，再将菌体重新悬浮于无菌生理盐水得到以干菌体质量计浓度为1-6g/L的光合细菌浓缩液后，加入玻璃纤维球，通过玻璃纤维球的吸附作用使光合细菌吸附在玻璃纤维球的孔道结构中，得到吸附光合细菌的玻璃纤维球；

(2)包埋试剂的制备：将聚乙烯醇、海藻酸钠、聚乙烯醇或海藻酸钠溶于水中，配制成质量分数7％～15％的包埋试剂；

(3)将步骤(2)制得的包埋试剂涂敷于步骤(1)所得吸附光合细菌的玻璃纤维球表面，然后将涂敷好的玻璃纤维球完全浸没于质量分数3％～6％的硼酸水溶液中使硼酸水溶液中，4～18℃下交联固定12～24h，取出后用蒸馏水清洗至溶液呈中性即可得到所述的复合型光合细菌固定化填料。

进一步，本发明所述光合细菌液体培养基终浓度组成为：酵母膏0.5g/L、蛋白胨0.5g/L、CH₃COONa 3g/L、NH₄Cl 0.1g/L、NaCl 0.5g/L、NaHCO₃ 0.5g/L、K₂HPO₄ 0.2g/L、MgSO₄·7H₂O 0.1g/L、CaCl₂ 0.1g/L,溶剂为水，初始pH 7～8。

进一步，本发明所述玻璃纤维球的制备方法为：先将玻璃纤维灭菌，再将玻璃纤维进行机械热结扎，制备成大小均一的球体，清洗烘干，即得所述玻璃纤维球。