[發明專利]微生物固定化載體、微生物固定化設備和微生物固定化方法

在審

• 申請號: 201710061537.2
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN106636060A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 柴曉利;楊寧
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/10;C12N11/08;C12M1/00;C12M1/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 吳林松,瞿佳蓉

技術領域

本發明屬于材料技術領域，涉及一種微生物固定化載體、微生物固定化設備和微生物固定化方法。

背景技術

為了應對日益嚴峻的污染問題，世界各國科學家都在努力尋找低成本、低能耗、二次污染低的水處理技術。由于微生物在去除污染物中的獨特作用，生物降解被視為相對有效、經濟節能的水處理技術。傳統微生物技術在處理污水時，通常直接將微生物接種在待處理的污水中，通過微生物的生長，吸收、代謝將污染物質濃度降低，但是由于環境因素、競爭作用、易流失等原因，致使傳統方法處理效果不是十分理想。

與固定化微生物法的去除率相比可能相差數倍之多，由于出眾的費效比，固定化微生物技術得到各國科學家的高度重視，近年來新的研究成果不斷涌現，新的應用領域不斷拓展，被視為二十一世紀最有潛力的水處理技術之一。

固定化微生物技術通過物理、化學作用把游離的生物定位于限定區域，與傳統的懸浮生物處理相比，能夠純化和保持高效菌種，但是，固定化微生物的生產工藝相對落后，不僅生產效率低，而且固定化微生物活性低。例如，如在公開號為CN101693775A的中國專利文獻中，公開了一種固定化微生物橡膠顆粒填料及其制備以及其應用，其生產制備固定化微生物所用方法為橡膠顆粒膠體與PVA‐海藻酸混合并發生交聯反應，所述橡膠顆粒由80％的舊輪胎粉末和20％的添加劑混合并壓縮成顆粒制得，將所述固定化微生物橡膠顆粒填料按10％‐15％的比例投加到生物膜流化床池內，再將污水引入到污水處理裝置中，對于氨氮去除效率達到92％，但這種方法主要是把微生物固定在橡膠球表面，單位質量載體固定量相對較低；在公開號為CN103805591A的中國專利文獻中，公開了一種共同固定化亞硝化細菌—反硝化細菌方法，其生產制備固定化亞硝化細菌—反硝化細菌所用方法為海藻酸鈉—氯化鈣二次包埋法，對于氨氮類污染物去除效率高達90％以上，但是其利用滴定包埋法不僅制備效率低，而且包埋量少，且反硝化菌經過兩次包埋，釋放速率控制上相對比較困難。總之，基于固定化技術修復污染水體是可行的，但仍然有很大不足，需要進一步研究和完善。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的主要目的在于提供一種微生物固定化載體。

本發明也提供了一種用于固定微生物的微生物固定化設備。

本發明還提供了一種使用上述的微生物固定化設備對微生物進行固定化的方法。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

<微生物固定化載體>

一種微生物固定化載體，其含有以下組分及其重量份：

<微生物固定化載體的制備方法>

一種微生物固定化載體的制備方法，其包括如下步驟：

(1)、在恒溫攪拌器注水并調節水溫至85‐100℃，然后加入10‐50份聚乙烯醇，在500‐3000r/min的速率下攪拌30‐45min，直至混合均勻；

(2)、在恒溫攪拌器中加入10‐30份海藻酸鈉、20‐50份活性炭、10‐80份貝殼粉、10‐80份硅藻土和1‐5份淀粉，在600‐1000r/min的攪拌速率下攪拌30‐45min，直至混合均勻后得到微生物固定化載體。

<微生物固定化設備>

一種微生物固定化設備，其包括：攪拌器、螺旋擠壓裝置、勻速傳送帶、切割器、交聯反應池和熱風循環烘箱；

攪拌器混合微生物菌劑和微生物固定化載體，得到初步固定的微生物材料，微生物菌劑包括各種干粉微生物制劑和液體微生物制劑，本發明實施例中微生物菌劑為選用硝化細菌、芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌等；螺旋擠壓裝置對初步固定的微生物材料進行螺旋擠壓；

勻速傳送帶將螺旋擠壓裝置排出的擠壓后的微生物材料輸送至切割器進行切割成多個微生物料塊，并將這些微生物料塊輸送至交聯反應池；

交聯反應池使微生物料塊發生交聯反應，形成固定化微生物材料；

熱風循環烘箱將固定化微生物材料烘干，得到固定化微生物產品。

其中，微生物固定化載體為上述的微生物固定化載體。

攪拌器的攪拌溫度為15‐25℃，攪拌速度為100‐1000r/min，攪拌時間為30‐45min。

螺旋擠壓裝置的螺旋呈水平向放置，該螺旋的直徑為20‐40mm，螺旋的轉速為90‐180r/min，出料速度為100‐200Kg/h，螺旋擠壓裝置的底板下沿高于勻速傳送帶。

螺旋擠壓裝置的底板下沿高于勻速傳送帶的放置高度3‐5cm。

勻速傳送帶的傳輸速度等于螺旋擠壓裝置的出料速度。