[發(fā)明專(zhuān)利]一種微生物固定化材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911424116.7
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113122529B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高會(huì)杰;王剛;陳明翔;孫丹鳳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C12N11/14
• 分類(lèi)號(hào): C12N11/14;C12N11/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種微生物固定化材料及其制備方法，包括（1）氣凝膠預(yù)處理；（2）腐殖酸改性；（3）金屬離子負(fù)載；（4）干燥處理。本發(fā)明制備的微生物固定化材料不僅可以吸附微生物，而且可以促進(jìn)吸附微生物的增殖，特別是可以增強(qiáng)材料與微生物間的結(jié)合力，長(zhǎng)期處理過(guò)程中可以避免微生物脫落。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微生物固定化材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

微生物固定化技術(shù)就是采用合適的載體將純種分離或者功能確定的微生物固定在一定的空間內(nèi)，使之不被流水稀釋或沖走，保證生物催化反應(yīng)能高效持續(xù)進(jìn)行。硝化細(xì)菌自身生長(zhǎng)繁殖慢、菌群濃度小，在應(yīng)用過(guò)程中菌種易流失、對(duì)不良環(huán)境耐受性差、活性易受抑制，因此采用微生物固定化技術(shù)，可以獲得并維持系統(tǒng)中的生物量，保證含氨污水的處理效果。

目前的固定化方法包括吸附法、載體結(jié)合法、包埋法和交聯(lián)法等，每種方法都各有優(yōu)點(diǎn)和不足。包埋固定化技術(shù)存在機(jī)械強(qiáng)度低等不足，表面吸附技術(shù)因表面積小、生物膜易脫離，使大規(guī)模應(yīng)用受到限制。目前，研究者大都從材料的選擇、配比、載體改性及固定化方法相結(jié)合等方面開(kāi)展大量的工作。

CN201510557050.4公開(kāi)了一種處理氨氮廢水的氨氮降解菌固定化方法，首先將海藻酸鈉、聚乙烯醇和斜發(fā)沸石加入水中，70～100℃攪拌，得混合漿液；將混合漿液降至30～45℃，向其中加入氨氮降解菌，攪拌制成含有氨氮降解菌的混合漿液；將含有氨氮降解菌的混合漿液逐滴加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～10%的CaCl₂溶液中，0～10℃靜止2～24h，再用生理鹽水或水沖洗。該發(fā)明提供的方法氨氮降解菌不會(huì)隨水體流失，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性和氨氮去除效率，所獲得的固定化氨氮降解菌顆粒應(yīng)用時(shí)在60小時(shí)內(nèi)將氨氮濃度為256.9mg/L的廢水處理至15.11mg/L以上。該方法將氨氮降解菌包埋于固定化顆粒內(nèi)，雖然菌體不會(huì)流失，但是會(huì)影響氨氮脫除速率，處理時(shí)間長(zhǎng)達(dá)60h。

CN201610595544.6公開(kāi)了一種利用多孔纖維素氣凝膠固定化微生物菌處理氨氮廢水的方法，主要是制備多孔纖維素氣凝膠，采用載體結(jié)合法將硝化菌和反硝化菌吸附固定在多孔纖維素氣凝膠上，將微生物固定在多孔纖維素氣凝膠上處理氨氮廢水，有利于同步硝化反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，有很好的氨氮去除能力，反應(yīng)效率高，穩(wěn)定性強(qiáng)，該方法所獲得固定化微生物菌按20-30g/L加入50-100L的100-500mg/L氨氮廢水中，水力停留時(shí)間為30-40h，經(jīng)過(guò)處理后氨氮去除率為68-89%。該方法利用纖維素氣凝膠吸附固定菌體，屬于表面吸附，由于菌體與吸附材料結(jié)合力不強(qiáng)，長(zhǎng)期處理中還是會(huì)出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種微生物固定化材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明制備的微生物固定化材料不僅可以吸附微生物，而且可以促進(jìn)吸附微生物的增殖，特別是可以增強(qiáng)材料與微生物間的結(jié)合力，長(zhǎng)期處理過(guò)程中可以避免微生物脫落。

本發(fā)明一種微生物固定化材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）氣凝膠預(yù)處理：將氣凝膠置入醋酸溶液中水浴震蕩，取出洗滌至pH中性；

（2）腐殖酸改性：將腐殖酸溶于Fe(OH)₃溶液中，加入氣凝膠，在50～70℃水浴反應(yīng)后，洗滌至中性得到改性氣凝膠；

（3）金屬離子負(fù)載：采用浸漬法在改性氣凝膠上負(fù)載金屬離子，然后進(jìn)行熱處理；

（4）將步驟（3）產(chǎn)物進(jìn)行干燥，得到固定化材料。

本發(fā)明步驟（1）所述氣凝膠為碳?xì)饽z、硅氣凝膠、纖維素氣凝膠等中的至少一種，優(yōu)選碳?xì)饽z。通常采用自制或者商業(yè)購(gòu)買(mǎi)方式得到，比表面積為600～1100m²/g、孔隙率為80%～98%。