[發明專利]微生物微球及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201410851662.X
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104673777A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 謝柳
• 申請（專利權）人: 浙江至美環境科技有限公司
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/10;C12N11/08;C12N11/04;C02F3/34
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及環境污染處理技術領域，尤其涉及一種微生物微球及其制備方法和應用。

背景技術

固定化生物技術是從60年代開始迅速發展的一項新技術，它是通過采用化學或物理的手段將游離細胞或酶定位于限定的空間區域內，使其保持活性并反復利用。微生物固定化技術可分為“固定化微生物膜”和“固定化微生物細胞”。

隨著環境污染的日益嚴重，研究高效生物處理污染物系統的需求日益迫切，近年來，在固定化酶技術基礎上發展起來的固定化微生物處理污水技術成為國內外研究熱門，開始應用固定化細胞技術處理工業廢水。固定化微生物技術是采用物理或化學的方法，將游離微生物限位于有限的微處理單元，以保持菌種高效性和較高的生物濃度。

固定化微生物細胞的方法主要有包埋法、吸附法、共價結合法和交聯法等。相比普通的活性污泥法，固定化微生物處理技術用于廢水處理具有處理效果高，運行穩定，可純化和保持高效優勢菌種，反應器生物量大，污泥產生量少、防止微生物流失，反應器中可達到較高的微生物濃度，抗毒物和沖擊負荷、沉降性能好、有利于固液分離等一系列優點，在廢水處理方面得到了廣泛的研究和應用。

近年來，國內科研學者為了優化固定化載體，提高固定化微生物的活性，開展了一系列的研究。例如：

(1)2009年李博等(李博，熊小京，趙志新，鄭天凌.包埋固定化CK3脫色菌對偶氮染料Reactive?Red?180的脫色特性.水處理技術，2009年06期)采用改進的聚乙烯醇-硼酸包埋法固定化CK3脫色菌，所制備的固定化生物活性微球具有脫色的功能；

(2)2013年盧磊等(盧磊，張守娟等.吸附-包埋法制備固定化原油降解菌的研究.現代化工，2013年11期)在聚乙烯醇-海藻酸鈉復配包埋固定化過程中分別加入活性炭、硅藻土、淀粉等吸附劑對固定化微球進行改性，以提高對勝利原油的降解效果，研究結果表明，將活性炭等吸附劑與傳統的包埋材料聯用，可以制得具有較好彈性、滲透性和較低破碎率的固定化微球。固定化微球的原油降解效果均明顯優于游離菌。

(3)2014年姜立春等(姜立春，阮期平，王曉麗.PVA固定化Corynebacterium?sp.JY03降解苯酚的特性研究.環境工程，2014年2月)以聚乙烯醇作為載體將降酚菌株Corynebacterium?sp.JY03進行固定化包埋處理固定化細胞重復利用6次苯酚降解率仍高于85.2％，其性能優于游離細胞，這將為該菌株進一步應用于含酚廢水的生物處理提供實踐條件。

(4)申請號為02148674.3的中國專利文獻公開了一種固定化微生物處理污水工藝，該發明所采用的載體為改性的泡沫塑料載體，固定化方法為吸附法，吸附法固定微生物叫包埋法微生物容易脫落，抗沖擊性差，不利于重復使用。

發明內容

本發明提供了一種微生物微球及其制備方法和應用，該微生物微球機械強度大，不易破碎，適宜微生物生長繁殖，采用該微生物微球可顯著提高污水處理效果。

一種微生物微球，包括載體和附著在載體上的微生物，所述載體以聚乙烯醇和海藻酸鈉為包埋材料，所述載體包含0.4～2wt％的磁鐵粉。

本發明將大量的微生物包埋在載體內部，在污水處理過程中，不會隨著污水流動而流失，使污水處理前期微生物的保有量得到保障，同時也因為載體的保護，使得微生物的耐沖擊性增強，縮短了污水處理系統的啟動時間，在足夠的微生物保有量的情況下，處理效果更好。

所述的磁鐵粉又名鐵精粉是鐵礦石經過破碎、磨碎、選礦等加工處理后獲得的礦粉，磁鐵粉為黑色粉末，大小在300目左右，磁性物含量在95％以上，鐵含量在63％以上，水分含量小于1％，主要用途是作為煤炭行業重介質選煤工藝的分選介質。

所述載體還包含活性炭粉末。活性炭可作為吸附劑，起到吸附污水中污染物的作用，能將污水的污染素進行吸附，并供給微生物用于繁殖生長；同時活性炭與磁鐵粉相互作用，可實現載體機械強度的增大和破碎率的降低。作為優選，所述活性炭粉末的粒徑為小于0.075mm。

磁鐵粉的粒徑對微生物微球的結構有影響，進而影響微生物微球的機械強度、破碎率和使用壽命。所述磁鐵粉的粒徑為0.03～0.05mm。

聚乙烯醇的醇解度對微生物微球的機械強度、破碎率有影響，作為優選，所述聚乙烯醇的醇解度≥99％

所述微生物微球的粒徑為2～5mm，有利于包埋劑與交聯劑充分反應，結構穩定，同時，比表面積大，便于微球與污水接觸，有利用微生物的釋放和提高污水處理效率。