[發(fā)明專利]用于黑臭水體去除氨氮的固定化微生物顆粒的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911324404.5
• 申請(qǐng)日: 2019-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110964713A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃永炳;吳偉珊;謝依廷;李瑤;閆萌萌;余少波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N11/14
• 分類號(hào): C12N11/14;C12N11/10;C12N11/04;C02F3/34;C02F101/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發(fā)明提供一種用于黑臭水體去除氨氮的固定化微生物顆粒的制備方法，該制備方法，包括以下步驟：1)將沸石研磨、過(guò)篩、滅菌、烘干后，加入至微生物菌懸液中，振蕩吸附，然后，靜置一段時(shí)間，得到菌液混合物；2)將所述菌液混合物加入至海藻酸鈉溶液中，得到混合溶液A；3)將所述混合溶液A滴加至CaCl₂溶液中，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，待所述交聯(lián)反應(yīng)結(jié)束后，用無(wú)菌水洗滌，得到用于黑臭水體去除氨氮的固定化微生物顆粒。本發(fā)明所得的固定化微生物顆粒菌體不易溶出，顆粒不易溶脹，且具有較好的材料穩(wěn)定性和重復(fù)利用性，從而使其具有較高的氨氮去除率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固定化微生物顆粒制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于黑臭水體去除氨氮的固定化微生物顆粒的制備方法。

背景技術(shù)

含氮物質(zhì)可以通過(guò)降水降塵和生物固氮等自然途徑進(jìn)入水體，也可以經(jīng)人類活動(dòng)產(chǎn)生的污廢水排放進(jìn)入水體。制革產(chǎn)業(yè)、農(nóng)藥和氮肥、畜禽養(yǎng)殖廢水等都是水體氨氮污染的來(lái)源。氨氮是耗氧型污染物，其濃度過(guò)高時(shí)會(huì)造成水體中溶解氧大幅降低，影響魚(yú)蝦等水生動(dòng)物的生存，繼而使水體黑臭。在某些作為飲用水源的地表水中，氨氮濃度遠(yuǎn)高于允許水平，這不僅影響安全飲用水的供應(yīng)，也威脅到人類健康。

目前水體去除氨氮的方法有化學(xué)沉淀法、膜分離法、吸附法、絮凝法和生物法?；瘜W(xué)沉淀法的藥劑成本費(fèi)用較高，產(chǎn)泥量大，并且可能造成水體的二次污染，在經(jīng)濟(jì)性和安全性方面不具有優(yōu)勢(shì)；膜分離法由于膜孔徑和處理流出物的顆粒尺寸不同，膜使用壽命也會(huì)發(fā)生變化，使用壽命較短，膜需要頻繁更換，一定程度上增加了操作和維護(hù)成本；而傳統(tǒng)吸附劑有限的吸附容量和再生利用率是限制吸附法應(yīng)用的主要原因；利用絮凝法制備的生物絮凝劑是目前的研究熱點(diǎn)，但生物絮凝劑的低絮凝率、低產(chǎn)率和高生產(chǎn)成本等問(wèn)題成為了其規(guī)?；a(chǎn)和工業(yè)化應(yīng)用的限制因素。生物法因其無(wú)二次污染且操作簡(jiǎn)單、成本低廉而在含氮水體中應(yīng)用廣泛。微生物在含有目標(biāo)污染物的水體環(huán)境中的耐受能力，以及對(duì)目標(biāo)污染物的去除能力，決定了該微生物對(duì)特定污染物的作用效果。此外由于部分微生物生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，生長(zhǎng)速度較慢，且對(duì)環(huán)境改變的敏感程度高，因而在水環(huán)境修復(fù)過(guò)程中容易消亡，無(wú)法維持其生物活性。對(duì)于以上限制性因素，微生物固定化技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，固定化微生物催化活性得到提高，生產(chǎn)時(shí)間縮短，生產(chǎn)成本降低且產(chǎn)量增加。

傳統(tǒng)的微生物固定化方法有載體結(jié)合法和凝膠包埋法。采用載體結(jié)合法進(jìn)行固定，若載體與微生物之間的結(jié)合程度不高，固定化菌劑難以抵抗不良環(huán)境的沖擊，穩(wěn)定性差，微生物易流失甚至凋亡，較難實(shí)現(xiàn)菌劑的回收利用。而凝膠包埋法中的交聯(lián)劑濃度、交聯(lián)時(shí)間、微生物等因素則會(huì)影響固定化微生物顆粒的傳質(zhì)性能和機(jī)械性能，從而影響對(duì)水體氨氮的去除效率。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種用于黑臭水體去除氨氮的固定化微生物顆粒的制備方法，以解決現(xiàn)有固定化菌劑氨氮去除效率較低的問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種用于黑臭水體去除氨氮的固定化微生物顆粒的制備方法，包括以下步驟：

1)將沸石研磨、過(guò)篩、滅菌、烘干后，加入至微生物菌懸液中，振蕩吸附，然后，靜置一段時(shí)間，得到菌液混合物；

2)將所述菌液混合物加入至海藻酸鈉溶液中，得到混合溶液A；

3)將所述混合溶液A滴加至CaCl₂溶液中，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，待所述交聯(lián)反應(yīng)結(jié)束后，用無(wú)菌水洗滌，得到用于黑臭水體去除氨氮的固定化微生物顆粒。

可選地，所述步驟1)中所述微生物菌懸液通過(guò)以下方法制得：

11)取黑臭水體水樣，過(guò)濾后加入到選擇培養(yǎng)基中，每隔2d，加入營(yíng)養(yǎng)液和NH₄Cl溶液，并在150r/min、30℃的條件下恒溫振蕩培養(yǎng)20d，得到菌液；

12)將所述菌液涂布于固體選擇培養(yǎng)基中培養(yǎng)，直至固體選擇培養(yǎng)基表面長(zhǎng)出圓形淡黃色菌落；