[發(fā)明專利]一種微生物緩釋載體的構(gòu)建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711262348.8
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN108018280B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仲惠川;張鵬昊;阮文權(quán);鄧敬軒;張瑜;呂俊
• 申請（專利權(quán)）人: 博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司;江南大學(xué);博元生態(tài)修復(fù)(北京)有限公司
• 主分類號(hào): C12N11/10
• 分類號(hào): C12N11/10;C12N11/14;C02F3/34;C02F101/16
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發(fā)明公開了一種微生物緩釋載體的構(gòu)建方法，屬于生態(tài)工程和環(huán)境工程領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種適用于河道水體并能夠緩慢釋放的微生物包埋載體，所述載體含有活性炭10?50g/L，殼聚糖5?50g/L，海藻酸鈉10?50g/L，應(yīng)用該載體固定化微生物，能夠制備達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的載體硬度與強(qiáng)度。且制備獲得的生物微膠囊在30天內(nèi)釋放量達(dá)85％以上，菌存活率為6.5％，有效活菌種數(shù)經(jīng)驗(yàn)證后達(dá)到為10⁸cfu/g，可對污水中的氨氮達(dá)到80％的去除率并且對環(huán)境零污染。且本發(fā)明中載體材料易得，成本低廉，工藝簡單，易于制備，經(jīng)濟(jì)效益巨大。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微生物緩釋載體的構(gòu)建方法，屬于生態(tài)工程和環(huán)境工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氨氮是造成水體營養(yǎng)化的主要環(huán)境因素，為了減少氨氮污染帶來的危害，一般采用微生物的方法控制水質(zhì)。傳統(tǒng)的微生物法與其他物理化學(xué)處理方法相比雖然具有其獨(dú)特的優(yōu)越性，但是由于在傳統(tǒng)的微生物處理工藝中，微生物通常是在水中以懸浮狀態(tài)生長的，因而存在系統(tǒng)內(nèi)降解菌有效濃度低、反應(yīng)啟動(dòng)慢、菌體易流失、與環(huán)境競爭力弱、抗有毒污染能力差和對廢水水質(zhì)水量適應(yīng)性差等缺點(diǎn)。而且微生物受外界環(huán)境的影響較大，抗不良環(huán)境沖擊能力差，一旦系統(tǒng)受損難以恢復(fù)，因此處理效果不穩(wěn)定；而固定化微生物技術(shù)不僅有利于優(yōu)勢菌種的固定，提高難降解有機(jī)物的降解效率，還能在微生物裝置內(nèi)維持高濃度的生物量，易于固液分離，具有一定的優(yōu)越性。

目前用于制備固定化微生物的方法很多，主要有吸附法、共價(jià)結(jié)合法、膠聯(lián)法、包埋法等。要完成微生物的固定化，關(guān)鍵是要選擇一種合適的生物載體，這種載體應(yīng)具有如下特點(diǎn)：1)具有穩(wěn)定的網(wǎng)狀空隙結(jié)構(gòu)，在一定PH值和溫度下，不容易被破壞；2)能夠控制固定化微生物顆粒的大小和孔隙度；3)固定化方法簡單、易行，固定化條件盡可能溫和；4)載體所使用的材料價(jià)廉易得，固定化成本低；5)在生化反應(yīng)器內(nèi)長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，固定化系統(tǒng)具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性；6)載體對微生物來說是惰性的，不會(huì)損傷細(xì)胞；7)固定化系統(tǒng)使底物、產(chǎn)物和其他代謝產(chǎn)物能夠自由擴(kuò)散；8)單位體積的固定化系統(tǒng)擁有盡可能多的微生物，以便更好地起到生物催化作用。

目前雖然有許多有關(guān)于載體的科研成果，但這些成果在有著比較好的工業(yè)應(yīng)用效果的同時(shí)，也存在著一定的問題，例如目前經(jīng)過煅燒造粒的載體，成本過高，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，且同時(shí)由于是經(jīng)過煅燒的載體，自身硬度比較大，不易溶解，難以達(dá)到穩(wěn)定的微生物緩釋效果。例如目前應(yīng)用范圍較廣泛的PVA載體，本身有著很好的可塑性，且有著優(yōu)良的微生物包埋效果與緩釋效果，但是材料本身卻容易污染環(huán)境。再例如目前同樣應(yīng)用較為廣泛的由凹凸棒以及海藻酸鈉等材料制備而成的載體，本身含水量過大，只能以液體保存的方式進(jìn)行儲(chǔ)存，儲(chǔ)存運(yùn)輸成本過高，同樣難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是提供一種適用于河道水體，并能夠緩慢釋放的微生物包埋載體，所述載體含有活性炭10-50g/L，殼聚糖5-50g/L，海藻酸鈉10-50g/L，三者的質(zhì)量比例范圍控制在8：3-4：8。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述載體還含有塑型劑，所述塑型劑為CaCl₂，質(zhì)量濃度為1-50g/L。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述載體還含有交聯(lián)劑，所述交聯(lián)劑為戊二醛，質(zhì)量濃度為1-50％。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述的微生物固定化載體還含有Fe、Cu、Zn中至少一種金屬離子的微生物生長因子溶液。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種生物微膠囊，所述微膠囊以所述微生物包埋載體為載體，含有氨氧化菌，該生物微膠囊在30天內(nèi)釋放量達(dá)85％以上，菌體濃度維持在20g/L。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述微膠囊以所述微生物包埋載體為載體固定化氨氧化菌微生物，所述氨氧化菌以菌粉形式包埋，包埋后的生物微膠囊中菌體的質(zhì)量百分比為80％。