[發(fā)明專(zhuān)利]應(yīng)用于處理水中氨氮和溶解性有機(jī)物的生物微膠囊制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210472379.7
• 申請(qǐng)日: 2012-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102965364A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史俊;鄧慧萍;韓旭;王琳;萬(wàn)俊力
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C12N11/02
• 分類(lèi)號(hào): C12N11/02;C02F3/34
• 代理公司: 上海正旦專(zhuān)利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境水處理和生物工程領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于處理水中氨氮和溶解性有機(jī)物的生物微膠囊制備方法。

背景技術(shù)

目前我國(guó)飲用水水源普遍面臨著水源水中溶解性有機(jī)污染物和氨氮超標(biāo)的問(wèn)題，自來(lái)水廠(chǎng)傳統(tǒng)工藝對(duì)原水中的溶解性有機(jī)物和氨氮的處理效果很差，使出水水質(zhì)不能滿(mǎn)足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）。生物氧化法處理是去除原水溶解性有機(jī)污染物和氨氮污染最經(jīng)濟(jì)、有效的方法，不但能夠去除原水氨氮和溶解性有機(jī)物，而且還能凈化水的濁度、色度和錳等，對(duì)于原水遭到有機(jī)污染的水廠(chǎng)特別適合。但傳統(tǒng)的生物氧化法容易受到溫度和不良外界環(huán)境的干擾，影響降解細(xì)菌的存活率，處理效果不穩(wěn)定。

微膠囊技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展迅速、用途廣泛的一種微生物固定化技術(shù),?它能較好地提高細(xì)菌存活率。包埋在微膠囊內(nèi)的細(xì)菌由于與外界環(huán)境相隔離,?可以免受環(huán)境的影響,?從而保持穩(wěn)定,?而在適當(dāng)條件下,?被包封物質(zhì)又可以釋放出來(lái)。所以微膠囊技術(shù)在醫(yī)藥、食品、農(nóng)藥、印染等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。常用的生物微膠囊的制備方法可分為化學(xué)法、物理化學(xué)法和物理法，大都采用人工材料作為載體，如纖維素硫酸鈉（NaCS）-聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDMDAAC）、海藻酸鈉（SA）-殼聚糖（CA）等。降解細(xì)菌若以人工材料為載體的方式固定化，由于不是在其自然生長(zhǎng)狀態(tài)，細(xì)胞活力可能會(huì)發(fā)生變化，細(xì)胞代謝能力也會(huì)由于人工固定化程序造成的損傷而發(fā)生改變。本發(fā)明采用的微膠囊制備方法不添加任何化學(xué)交聯(lián)劑或外部材料作為載體，而是使酵母菌在特殊條件下，以自然方式自發(fā)地結(jié)合在真菌菌絲細(xì)胞聚集分泌的胞外聚合物上，創(chuàng)造適當(dāng)條件誘導(dǎo)絲狀菌與假絲酵母共生，從而形成固體微球。大量研究證明酵母菌可降解氨氮、苯酚等有機(jī)物，青霉菌屬為典型的石油降解菌，可降解酚類(lèi)、多環(huán)芳烴等有機(jī)物。因此本發(fā)明制備的新型生物微膠囊有較大的潛力，可應(yīng)用于處理水中氨氮和溶解性有機(jī)物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)以上傳統(tǒng)生物氧化工藝中存在微生物不穩(wěn)定，人工固定化材料對(duì)水質(zhì)有安全隱患，材料和實(shí)際應(yīng)用之間的矛盾，提供一種應(yīng)用于處理水中氨氮和溶解性有機(jī)物的生物微膠囊制備方法。

本發(fā)明提出的應(yīng)用于處理水中氨氮和溶解性有機(jī)物的生物微膠囊制備方法，具體步驟如下：

（1）在不含氨基酸和硫酸銨的酵母氮源中加入5g/L葡萄糖酸，用鈉鉀磷酸鹽緩沖液調(diào)節(jié)溶液的pH值為6-8，作為培養(yǎng)基；

（2）培養(yǎng)基滅菌后加入假絲酵母菌(Candida?Yeast)活細(xì)胞和少量單克隆青霉菌屬(Penicillium)孢子,投加比例為每2×10⁶個(gè)假絲酵母菌活細(xì)胞加入1個(gè)單克隆青霉菌落；

（3）以150?rpm的轉(zhuǎn)速在恒溫25-30℃搖床震蕩6-8天，得到空心生物微膠囊，所述空心生物微膠囊的壁體由菌絲體和酵母細(xì)胞組成，內(nèi)部可供假絲酵母菌自由生長(zhǎng)。

本發(fā)明方法制備的新型生物微膠囊具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）是保護(hù)菌體活力最為有效和實(shí)用的方法。可將菌體與外界的不良環(huán)境分開(kāi),?免受微量元素的損害,?減緩受溫度和壓力的影響。形成固體微膠囊,?有利于在水中的均勻分布,?也有利于儲(chǔ)存和使用時(shí)的穩(wěn)定性。

（2）酵母菌對(duì)高糖環(huán)境、高碳環(huán)境、高滲透壓環(huán)境、低溫環(huán)境、有毒有害環(huán)境等具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，目前在高濃度有機(jī)廢水、含重金屬離子廢水、有毒有害廢水、生活污水等廢水處理領(lǐng)域中已經(jīng)有了一定的應(yīng)用，青霉菌屬也可降解石油、酚類(lèi)、多環(huán)芳烴等有機(jī)物，因此將兩者結(jié)合而成的生物微膠囊在處理水中氨氮和溶解性有機(jī)物方面有巨大的潛力和廣闊的前景。

（3)?該制備方法不添加化學(xué)交聯(lián)劑或外部載體，而是創(chuàng)造適當(dāng)條件誘導(dǎo)絲狀菌與假絲酵母共生，不會(huì)對(duì)水質(zhì)安全帶來(lái)化學(xué)隱患。

附圖說(shuō)明

圖1為新型生物微膠囊電鏡掃描圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

實(shí)施例1：新型生物微膠囊的制備：

（1）酵母氮源基礎(chǔ)（不含氨基酸和硫酸銨）中加入5g/L葡萄糖酸，用鈉鉀磷酸鹽緩沖液調(diào)節(jié)PH值為7，作為培養(yǎng)基。

（2）將300?mL滅菌后的培養(yǎng)基加到500mL燒瓶中，接種2×10^6?cell/mL假絲酵母菌(Candida?Yeast)活細(xì)胞和少量青霉菌屬(Penicillium)孢子。

（3）燒瓶放入150?rpm，恒溫28±1°C的搖床中震蕩7天，可以制成空心生物微膠囊。其電鏡掃描圖如圖1所示。

將所得生物微膠囊處理水中氨氮和溶解性有機(jī)物的效果：原水氨氮1.14?mg/L，COD_Mn5.57?mg/L，pH?值6~7,?溫度25~30℃,?溶解氧2mg/L?以上，經(jīng)過(guò)該新型生物微膠囊處理12小時(shí)后，氨氮去除率為89%，COD_Mn去除率為71%，有較好的處理效果。