[發(fā)明專利]一種固定化硝化細(xì)菌及其固定化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011621210.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN114686472B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高會(huì)杰;陳明翔;孫丹鳳;王剛
• 申請(qǐng)（專利權(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
• 主分類號(hào): C12N11/14
• 分類號(hào): C12N11/14;C12N11/12;C12N11/10;C12N11/084;C12N11/04;C02F3/34;C02F101/16
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本發(fā)明涉及一種固定化硝化細(xì)菌及其固定化方法，采用腐殖酸改性氣凝膠，再負(fù)載金屬離子，然后與活性炭混勻，制得固定化載體；將載體與硝化細(xì)菌懸液混合，吸附后離心，得到固形物；制備聚乙烯醇和海藻酸鈉凝膠，將凝膠加入到固形物中混勻，滴入CaCl₂飽和硼酸溶液中，滴定結(jié)束后交聯(lián)固定一定時(shí)間，洗滌后制得固定化硝化細(xì)菌。本發(fā)明的固定化方法采用特定固定化材料，對(duì)硝化細(xì)菌吸附性好，可以增強(qiáng)材料與菌體間的結(jié)合力，長(zhǎng)期使用過程中可以避免硝化細(xì)菌脫落。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固定化硝化細(xì)菌及其固定化方法。

背景技術(shù)

硝化細(xì)菌屬于自養(yǎng)微生物，自身生長(zhǎng)繁殖慢，在應(yīng)用過程中菌種易流失，對(duì)不良環(huán)境耐受性差、活性易受抑制，活性污泥中的菌體濃度小，在短時(shí)間內(nèi)很難取得較好的脫氮效果。利用固定化微生物技術(shù)強(qiáng)化生物脫氮過程是近年來生物脫氮領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。

微生物固定化技術(shù)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。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。包埋法存在機(jī)械強(qiáng)度低等不足，吸附法因表面積小、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)合等方面開展大量的工作。

CN201510557050.4公開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。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)過處理后氨氮去除率為68-89%。但該方法利用纖維素氣凝膠吸附菌體，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)存在的不足，本發(fā)明提供了一種固定化硝化細(xì)菌及其固定化方法。本發(fā)明所述固定化方法是通過所制備固定化材料實(shí)現(xiàn)，所述固定化材料對(duì)硝化細(xì)菌吸附性好，可以增強(qiáng)材料與菌體間的結(jié)合力，長(zhǎng)期使用過程中可以避免硝化細(xì)菌脫落。

本發(fā)明提供的一種硝化細(xì)菌的固定化方法，包括如下步驟：

（1）制備固定化載體：采用腐殖酸改性氣凝膠，再負(fù)載金屬離子，然后與活性炭混勻，制得固定化載體；

（2）硝化細(xì)菌的吸附：將固定化載體與硝化細(xì)菌懸液混合，吸附后離心，得到吸附硝化細(xì)菌的固形物；

（3）吸附后包埋交聯(lián)：制備聚乙烯醇和海藻酸鈉凝膠，將凝膠加入到步驟（2）固形物中混勻，滴入CaCl₂飽和硼酸溶液中，滴定結(jié)束后交聯(lián)固定一定時(shí)間，洗滌后制得固定化硝化細(xì)菌。

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)買獲得，氣凝膠的比表面積為600～1100m²/g，孔隙率為80%～98%。