[发明专利]一种微生物包埋固定化小球及其方法与专用装置和应用

说明书

本发明属于微生物降解有机污物技术领域，公开了一种微生物包埋固定化小球及其方法与专用装置和应用。所述方法为：(1)将聚乙烯醇和卡拉胶加入水中，加热搅拌溶解，再加入埃洛石和生物炭，混合均匀，得到混合液；(2)将混合液保温并在紫外灯照射下灭菌，加入B.brevis菌悬液，搅拌均匀得到包埋液；(3)将包埋液滴加入交联液中，交联凝结成球，得到微生物固定化小球。本发明的方法简单，所制备的固定化小球成球效果好，提高了传质性能，结构稳定，通过载体包埋，增强了微生物对外界毒性的耐受力，提高了对污染物的降解能力。另外，本发明利用恒流泵等简易装置，可实现小球制备的连续性，有利于实现自动化。

技术领域

本发明属于微生物降解有机污物技术领域，公开了一种微生物包埋固定化小球及其方法与专用装置和应用。

背景技术

随着人类对石油、煤炭、木材等产品的不断开发利用，多环芳烃在环境中的浓度逐年增加。多环芳烃(PAHs)具有高生物毒性，易在生物体内蓄积，对生物具有致癌、致畸、致突变(三致)的作用，可以通过呼吸道、消化道、皮肤等途径进入人体，破坏人体的免疫系统。芘作为四环多环芳烃，具有稳定的分子结构和难降解性，是指示多环芳烃污染的代表物。微生物降解因其具有环境友好和高效等的特点，成为去除PAHs等毒害性有机物的一个重要的方法。但复杂多变的污染体系会对微生物产生毒害作用，从而影响微生物的生长繁殖；此外，微生物的个体尺寸微小，在实际应用中容易流失，从而降低微生物去除毒害性有机物的效率。因此增强微生物的适应能力，采用一定技术使其保证正常的降解性能甚至增强降解效率是人们越来越关注的问题。微生物固定化技术就是其中一项简单有效且在实际应用中具有重大借鉴意义的降解菌降解性能强化辅助技术。

研究最成熟的固定化方法包括三种：吸附固定化方法、交联固定化方法和包埋固定化方法。包埋固定方法是将目标微生物与固定化载体在一定条件下混合处理形成凝胶液将微生物菌种包埋在载体材料内部，塑化后形成强度较大的颗粒材料如凝胶小球等达到固定化的手段。固定化微生物具有游离菌所无法比拟的优点，不仅可以提高菌体的密度，还可以增强微生物对毒害有机物的耐受力。因此，将固定化微生物技术引用于难降解有机物的治理具有一定的可行性。

B.brevis降解菌属于短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis),genebank登录号为KU921105，该菌在广东省微生物菌种保藏中心保藏，保藏号为GDMCC1.825。B.brevis降解菌能有效利用芘等多环芳烃污染物作为唯一的碳源和能源物质，在胞内酶的催化作用下对多环芳烃污染物实现开环降解，使多环污染物变成易降解的污染物甚至是无害物质。但游离B.brevis降解菌适应环境的能力差且易于流失，固定化微生物技术对于提高微生物的降解效率和降解性能具有重要的意义。此外，用注射器逐滴手工制备的固定化小球的传统方法具有效率低的缺点，以致固定化小球技术难以得到广泛推广，因此设计一套价格低廉、简单易得、工作效率高的固定化小球装置显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种微生物包埋固定化小球及其方法。

本发明的另一目的在于提供制备上述微生物包埋固定化小球的专用装置，即通过固定化小球的专业装置实现对微生物的包埋。

本发明的再一目的在于提供上述微生物包埋固定化小球的应用。所述微生物包埋固定化小球用于降解多环芳烃有机物污染物。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种微生物包埋固定化小球，所述的微生物包埋固定化小球是以卡拉胶、聚乙烯醇、生物炭和埃洛石的交联产物为载体，包埋B.brevis降解菌形成的固定化微生物凝胶小球。

所述微生物包埋固定化小球的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚乙烯醇和卡拉胶加入水中，并加热搅拌溶解后，再加入埃洛石和生物炭，搅拌混合均匀，得到混合液；