[发明专利]一种生物絮凝剂生产菌及其发酵制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及分离筛选的絮凝剂产生菌，在发酵过程中，通过检测pH值的变化，控制发酵供气量和补料时间，以动力黏度判断发酵终点的生物絮凝剂制备方法。

背景技术

随着工业的快速发展，供水紧张和水污染问题日趋严重，人们的节水意识开始提高，污水治理成为我国面临的主要问题，目前，水的主要处理方法有絮凝沉淀法、生物法、离子交换法、吸附法、电渗析法、超滤法等，絮凝沉降法是国内外普遍采用的一种既经济又简便的水处理方法，它能去除废水中80%-90%的悬浮物、65%-95%的胶体物质和大部分细菌，有效降低COD，提高废水可生化性，现在已经被广泛用于给水、废水处理、污泥脱水等行业。

絮凝剂是絮凝沉降法的核心，它可以使水中不易沉淀的固体悬浮颗粒凝聚沉淀，一般将其分为无机絮凝剂、有机絮凝剂、生物絮凝剂和复合絮凝剂。无机絮凝剂和有机絮凝剂的使用耗费大，且容易造成二次污染，因此生物絮凝剂的研究更具现实意义。生物絮凝剂是一类由微生物本身或代谢产物提纯得到的高分子化合物，一般有多糖、蛋白质、DNA、糖蛋白等组成，具有高效、安全、无二次污染和生物可降解性等优势。

生物絮凝剂作为微生物的产物，其合成受到许多因素的影响，包括生产菌种的选择、发酵培养基组成、pH、培养温度、通气状况，及发酵产物的特性等。研究这些影响因素对于提高生物絮凝剂的产量，缩短发酵时间和降低其生产成本，进而推动生物絮凝剂的工业化规模生产具有重要的意义。

检索的相关专利：“一种制备微生物絮凝剂的方法”，授权公告号CN101327975B。“一种生物絮凝剂的制备方法”，授权公告号CN100549159C。“一种以菌丝球为载体发酵生物絮凝剂的方法”，授权公告号CN102260729B。“生物絮凝剂XM-11的发酵过程分阶段供氧的控制方法”，授权公告号CN101165169B；“一种制备微生物絮凝剂的方法”，授权公告号CN101327975B。这些授权的专利都没有探讨生物絮凝剂菌种在发酵过程中条件的变化情况，并以此来控制生物絮凝剂发酵的进程。

本发明在生物絮凝剂发酵过程中选择pH值的变化，来控制发酵供气量和补料时间，以动力黏度判断发酵终点，最终实现生物絮凝剂的工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于：提供生物絮凝剂生产菌及其发酵制备方法,实现生物絮凝剂的工业化生产。

本发明的目的是这样实现的：一种生物絮凝剂生产菌及其发酵制备方法，分步实施；

步骤1发酵种子菌种的培养

发酵生产菌种，假单胞菌—DLXN-1(Pseudomonas sp.DLXN-1)，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC M2013305；芽孢杆菌—DLXN-2(Paenibacillus sp.DLXN2)，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC M2013306。

将DLXN-1或DLXN-2中的一种，接种到种子培养基中，在温度35±2℃、在150-170rpm，振荡培养12-16h，得生物絮凝剂发酵种子菌种培养液;

种子培养基的制备：酵母膏5-10g/L、NaCl1-5g/L、牛肉膏1-5g/L、酵母浸粉1-5g/L，调节pH6.5-7.5，高压蒸汽灭菌，其温度为100-121℃、时间15-30min。

步骤2生物絮凝剂的发酵生产

将发酵培养基装入发酵罐中，装料系数是50-75%，按2-10%的体积比接种量接种步骤1的种子菌种培养液，发酵初期的pH为6.5-7.5，在100-200rpm条件下发酵，当pH为3.0-4.0时，开始补加高压蒸汽灭菌的1-10%可溶性淀粉溶液，此时转速调整为200-400rpm，并用1mol/L氢氧化钠溶液调整发酵液的pH6.5-7.5，整个发酵过程维持通气量1-5L/L/min,当发酵液的动力黏度值达到30000-50000cps时，生物絮凝剂发酵生产结束；

生物絮凝剂发酵培养基：可溶性淀粉10-30g/L、K₂HPO₄1-5g/L、KH₂PO₄1-2g/L、酵母膏1-4g/L、KNO₃0.1-1g/L、NaCl0.1-0.5g/L，MgSO₄·7H₂O0.1-0.5g/L，FeSO₄0.01-0.03g/L，调节pH6.5-7.5，高压蒸汽灭菌，其温度为100-121℃、时间15-30min。

步骤3生物絮凝剂的分离提纯