[實(shí)用新型]一種適合于絲狀微生物培養(yǎng)的生物轉(zhuǎn)盤裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420249212.9
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN203923163U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周成;陳宇琳;董明;于曉龍;孫暠
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/10;C12R1/885;C12R1/645
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于工業(yè)微生物領(lǐng)域，具體地說涉及適合于絲狀微生物培養(yǎng)的生物轉(zhuǎn)盤裝置，其用于絲狀微生物的固定化培養(yǎng)，特別涉及在非滅菌環(huán)境條件下建立絲狀微生物生長體系，同時(shí)抑制其它微生物生長、繁殖，用于保證對絲狀微生物反應(yīng)裝置的長期運(yùn)行。

背景技術(shù)

難降解有機(jī)污染物很難被微生物分解或分解速度很慢且不徹底，殘留時(shí)間較長，是環(huán)境保護(hù)與治理技術(shù)研究的難點(diǎn)，至今尚無十分經(jīng)濟(jì)有效的解決方法。

在對白腐真菌的研究中人們認(rèn)識到：白腐真菌能降解多種難降解有機(jī)污染物，這為難降解有機(jī)污染物的治理提供了一條新的途徑。然而，無論國內(nèi)還是國外，對白腐真菌處理難降解有機(jī)污染物廢水的研究都還停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，應(yīng)用到實(shí)際工程中的案例基本沒有。

那么是什么制約其在實(shí)際工程中應(yīng)用呢？經(jīng)過對從1982年至今的45個反應(yīng)器研究情況的分析，我們發(fā)現(xiàn)：維持白腐真菌的生物活性是關(guān)鍵的因素。

在微生物的培養(yǎng)中人們常常采用固定化的培養(yǎng)方式，這是因?yàn)楣潭ɑ囵B(yǎng)能夠促進(jìn)微生物的生長和代謝。

白腐真菌的固定化培養(yǎng)有利于其活性的維持。Saucedo等人（1988）在對Gibberella fujikuroi 菌絲的固定化研究中發(fā)現(xiàn)：固定化培養(yǎng)可以提高真菌生長的穩(wěn)定性，延長其活性維持的時(shí)間；Bottcher等（1988）和Komel等（1985）的固定化真菌研究得出類似的結(jié)果。

固定的白腐真菌能促進(jìn)其對代謝酶等的合成。Rogalski 等（2006） 將Nematoloma frowardii固定于聚氨酯泡沫載體（polyurethane foam）上獲得2304 nkat/l 的MnP，比自由懸浮培養(yǎng)的MnP高出1.4倍。Nakamura 等（1999） 的研究結(jié)果表明：采用聚氨酯泡沫載體的固定化培養(yǎng)獲得高產(chǎn)的木質(zhì)素降解酶(LiP: 300U/mL, MnP: 250U/mL, and Lac: 50U/mL)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于非固定化培養(yǎng)的酶活 (LiP: 22U/mL, MnP: 8U/mL, and Lac: 1.8U/mL) 。

固定化微生物還可以提高應(yīng)用，如其對污染物的去除效果。Sayadi等（1996）在其試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)自由培養(yǎng)的P.chrysosporium未能對橄欖油廠的廢水進(jìn)行有效脫色，但當(dāng)采用聚氨酯泡沫載體（PUF）進(jìn)行固定化培養(yǎng)時(shí)實(shí)現(xiàn)了有效脫色。Liao（1997）的研究結(jié)果顯示：固定化的P.Chrysosporium 比自由培養(yǎng)時(shí)具有更高的PAHs去除率。

但是，固定化的微生物常常遇到一些問題，如：生物膜脫落的問題。目前許多研究者對一些載體進(jìn)行了研究，如聚氨酯泡沫（PUF）（Mielgo I.等，Water research,2002 ,36, 1896-1901）、鋼絲網(wǎng)(Kapdan IK等, Enzyme Microb Technol，2002；30:195–9.)，木塊(Nillsson I.等, Enzyme and microbial technology，2006，38, 94-100.)等，但這些載體在使用過程中會遇到生物膜脫落的問題，即隨著生物膜的加厚，生物膜內(nèi)部獲得的營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣逐步減少，造成生物膜的脫落。另外，曝氣過大產(chǎn)生剪切力，影響固定化微生物的生長和代謝。

在影響白腐真菌生物活性的因素中，雜菌（主要是細(xì)菌）的干擾不容忽視。白腐真菌有別于細(xì)菌，它屬于真核微生物，生長速度很慢。因此，一旦反應(yīng)體系有細(xì)菌進(jìn)入，細(xì)菌就會與白腐真菌爭奪培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)，由于細(xì)菌的繁殖速度比真菌快很多，這樣，細(xì)菌就會在反應(yīng)體系內(nèi)占優(yōu)勢，而白腐真菌因缺乏營養(yǎng)將停止生長，進(jìn)而影響胞外降解酶系的分泌，使整個處理系統(tǒng)失去降解的功能。由此可知，解決白腐真菌降解系統(tǒng)的染菌問題，有助于維持反應(yīng)器中白腐真菌的生物活性。在實(shí)驗(yàn)室研究中，采用滅菌手段來解決染菌問題，這在實(shí)際工程中顯然是行不通的，因?yàn)樗鼘⒋蟠筇岣吖に嚨倪\(yùn)行成本，即使在國外，采用滅菌手段來解決污水處理過程中的染菌問題也是沒有先例的。最近幾年，國外的研究者已經(jīng)開始認(rèn)識到染菌問題是制約白腐真菌處理技術(shù)工業(yè)化的瓶頸問題，并開始著手研究解決這一問題。