[发明专利]用于城市河道污水处理的复合生物制剂及其制备方法和应用

摘要

本发明公开一种用于城市河道污水处理的复合生物制剂，由核壳结构的颗粒组成，复合生物制剂颗粒为核壳结构，包括由内向外依次设置的复合制剂、中间壳层和外部壳层；复合制剂包括脱氮硫杆菌发酵液和固定化脂肪酶；固定化脂肪酶是由脂肪酶固定在氨基功能化的Al2O3纳米粒子表面得到的；中间壳层为植物胶黏剂构成的壳层；所述外部壳层为由无机凝胶、氯化钙和醋酸钙构成的壳层。本发明还公开上述复合生物制剂的制备方法和应用。本发明的复合生物制剂能够高效处理城市河道污水，使城市河道污水中的有机物、氨氮和重金属得到有效去除。 1

主权项

1.一种用于城市河道污水处理的复合生物制剂，其特征在于，该复合生物制剂由核壳结构的颗粒组成，所述核壳结构的颗粒包括由内向外依次设置的复合制剂、中间壳层和外部壳层；

所述复合制剂包括脱氮硫杆菌发酵液和固定化脂肪酶；所述固定化脂肪酶是由脂肪酶固定在氨基功能化的Al₂O₃纳米粒子表面得到的；

所述中间壳层为植物胶黏剂构成的壳层；所述外部壳层为由无机凝胶、氯化钙和醋酸钙构成的壳层。

2.根据权利要求1所述的用于城市河道污水处理的复合生物制剂，其特征在于，所述复合制剂中，活菌含量为1×10⁹～1×10¹⁰cfu/g，所述固定化脂肪酶为的浓度为30～35U/mg。

3.根据权利要求1所述的用于城市河道污水处理的复合生物制剂，其特征在于，所述复合制剂中，所述脱氮硫杆菌发酵液与固定化脂肪酶的重量比为1：0.5～0.8。

4.根据权利要求1所述的用于城市河道污水处理的复合生物制剂，其特征在于，所述脱氮硫杆菌为脱氮硫杆菌ATCC23642。

5.根据权利要求1所述的用于城市河道污水处理的复合生物制剂，其特征在于，所述复合制剂、中间壳层、外部壳层的重量比为1：0.4～0.6：0.6～0.8。

6.一种制备权利要求1～5中任意一项所述的用于城市河道污水处理的复合生物制剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将活化的脱氮硫杆菌培养到对数期，然后按培养基体积2％～5％的接种量将培养到对数期的菌种接种到液体培养基中，20～35℃下，摇床震荡120～180rpm，培养24～48小时，制得脱氮硫杆菌发酵液；

2)将氨基功能化的Al₂O₃纳米粒子加入到戊二醛溶液中，于30～50℃反应5～20小时，将得到的产品过滤，洗涤，干燥后加入到脂肪酶溶液中，30～50℃反应2～4小时，即得所述固定化脂肪酶；

3)将步骤1)制得的脱氮硫杆菌发酵液与步骤2)制得的固定化脂肪酶按照重量比为1：0.5～0.8的比例混合均匀，制成颗粒状的所述复合制剂；

4)将植物胶黏剂均匀喷淋至步骤3)制得的复合制剂表面，干燥，即在所述复合制剂表面形成中间壳层；

5)将无机凝胶、氯化钙和醋酸钙按照重量比为1：2～5：1～2的比例混合均匀，均匀喷淋至步骤4)制得的中间壳层表面，干燥，即在中间壳层表面形成外部壳层，得到所述核壳结构的颗粒。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1)中，每升所述液体培养基中含有：牛肉膏8～9g、蛋白胨10～11g、酵母膏3～4g、氯化钠5～6g、磷酸二氢钾1～1.5g、微量元素0.1～0.2g、蔗糖30～35g，pH为6.8～7.2；所述微量元素为Mg²⁺或者Fe²⁺，微量元素以相应的硫酸盐形式存在。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述氨基功能化的Al₂O₃纳米粒子制备方法包括：将乙酰丙酮铝与聚乙二醇混合均匀后，在250～300℃惰性气氛下反应3～5小时，冷却至室温后，加入葡萄糖，混合均匀后加入氨水，在密闭反应釜中200～260℃反应20～30小时，冷却，过滤，洗涤，干燥；所述氨水中NH₃质量百分含量为20～30％，所述乙酰丙酮铝、聚乙二醇、葡萄糖和氨水的质量比为1：2～5：2～5：0.2～0.5。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述氨基功能化的Al₂O₃纳米粒子与戊二醛的质量比为1：1～1.5。

10.权利要求1～5中任意一项所述的复合生物制剂在处理工业污水中的应用。