[发明专利]一种负载有微生物的碳源缓释蜡及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种负载有微生物的碳源缓释蜡，其特征在于，包括蜡质载体，分布于蜡质载体内的非水溶性微生物碳源和助剂，以及分布于蜡质载体内的类芽孢杆菌。

2.如权利要求1所述的碳源缓释蜡，其特征在于，所述类芽孢杆菌命名为DFB2-6，已在2020年8月21日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为CGMCC No.20535，微生物分类命名为Paenibacillus harenae。

3.如权利要求1所述的碳源缓释蜡，其特征在于：

所述蜡质载体包括以下重量份的原料：软蜡70~75份，石蜡20份，微晶蜡5~10份，总量为100份；

所述非水溶性微生物碳源包括以下原料：机油，PHBV；所述机油和PHBV的质量分别为蜡质载体质量的5~20%和1~2%；

所述助剂包括以下原料：鼠李糖脂，水；所述鼠李糖脂和水的质量分别为蜡质载体质量的1~2%和1~2%；

所述类芽孢杆菌的含量为每克蜡质载体内含有8×10⁵~1.2×10⁶cfu类芽孢杆菌。

4.如权利要求3所述的碳源缓释蜡，其特征在于，所述软蜡的熔点为45~50℃，所述石蜡的熔点为55~65℃，所述微晶蜡的熔点为60~80℃。

5.如权利要求1或2或3所述的碳源缓释蜡，其特征在于，所述类芽孢杆菌负载在微胶囊中，类芽孢杆菌微胶囊的制备方法如下：将浓度为5×10⁹~8×10⁹cfu/mL的类芽孢杆菌悬液与质量分数为1.5~2.5%的海藻酸钠溶液按1:7~8的体积比混合，以500~600r/min的转速搅拌乳化10~15min，而后喷入质量分数为0.5~1%的氯化钙溶液中，固化8~12min，经过滤、水洗、抽滤除水后，获得类芽孢杆菌微胶囊。

6.如权利要求3所述的碳源缓释蜡，其特征在于，所述碳源缓释蜡还包括分布于蜡质载体内、呈三维网络结构的海藻酸钙纤维网；且所述海藻酸钙纤维网中的海藻酸钙纤维延伸至蜡质载体表面与外界相通；所述海藻酸钙纤维网的质量为蜡质载体质量的30~40%。

7.如权利要求6所述的碳源缓释蜡，其特征在于，所述海藻酸钙纤维的直径为0.5~1.5mm。

8.如权利要求6或7所述的碳源缓释蜡，其特征在于，所述海藻酸钙纤维为改性海藻酸钙纤维，制备方法如下：

（i）将海藻酸钠溶于水中，制备成质量分数为2~4%的海藻酸钠溶液；将乙醇胺与水按1:5~8的体积比混合，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐，制备成混合溶液；将混合溶液逐滴加入海藻酸钠溶液中，所述混合溶液与海藻酸钠溶液的体积比为1:25~30，搅拌反应3~5h，制得改性海藻酸钠；

（ii）将改性海藻酸钠和结冷胶按1:0.03~0.05的质量比分散到水中，调节pH为3~4，获得纺丝原液；

（iii）将纺丝原液经喷丝孔喷出后，在质量分数为1~2%的氯化钙溶液中凝固成初生纤维；

（iv）初生纤维经水洗、干燥后，复捻，获得改性海藻酸钙纤维。

9.一种制备如权利要求6~8之一所述碳源缓释蜡的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将海藻酸钙纤维固定在模具中，形成具有三维网络结构的海藻酸钙纤维网；

（2）将软蜡、石蜡、微晶蜡加热融化后，加入机油和水，搅拌均匀后，冷却结块，获得蜡块；

（3）将蜡块再次加热融化，在融化过程中充分搅拌，直至完全融化后，加入PHBV和鼠李糖脂，再加入类芽孢杆菌或类芽孢杆菌微胶囊，充分混合，获得蜡液；

（4）将蜡液倒入装有海藻酸钙纤维网的模具中，在0~4℃下结块，获得负载有微生物的碳源缓释蜡。

10.一种利用如权利要求5~8之一所述碳源缓释蜡进行水处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述碳源缓释蜡浸泡在pH为5~6、质量分数为0.5~2.5%的氯化钠溶液中，超声处理至海藻酸钙纤维完全溶解后，洗净，投放到待处理水体中。