[发明专利]一种以石膏为载体固定化硝化类细菌的方法

说明书

本发明实施例提供了一种以石膏为载体固定化硝化类细菌的方法，包括以下步骤：1)将包埋剂与营养液混合，在20‑100℃下搅拌均匀，得到交联浆液；2)将保护剂与硝化类细菌菌液混合，搅拌均匀，得到硝化类细菌浆液；3)将交联浆液冷却到45℃以下，将交联浆液与硝化类细菌浆液混合，搅拌均匀，再与石膏粉混合，继续搅拌均匀，得到含有硝化类细菌菌剂的载体基质；4)将含有硝化类细菌菌剂的载体基质造粒，干燥得到以石膏为载体的固定化硝化类细菌菌剂。通过本发明方法制备固定化硝化类细菌解决了传统方法成本高或硝化类细菌活性低的问题。

技术领域

本发明涉及固定化细菌技术领域，特别是涉及一种以石膏为载体固定化硝化类细菌的方法。

背景技术

固定化菌剂是利用物理或化学的方法，将游离的微生物细胞及其代谢产物定位在一定空间范围内，使微生物活性得以长期保存，且能够被重复和连续使用的现代生物工程技术。

硝化类细菌是水处理中氮循环过程中关键微生物群体，经优选的硝化类细菌如何在水处理使用中增殖并发挥作用，是硝化类细菌使用过程中的一大难题。一方面，常规的固体菌剂生产工艺多包含高温流程，如采用喷雾干燥等工艺进行固体菌剂生产，通常需要100℃以上的温度，由于硝化类细菌不产孢子，不耐高温，因此高温流程会破坏硝化类细菌的活性；另一方面，冷冻干燥成本较高，不适合大规模生产。

发明内容

石膏是五大凝胶材料之一，其储量丰富、价格低廉，是一种重要的工业原材料，广泛用于建筑、建材、工业模具和艺术模型、化学工业及农业等众多应用领域。石膏具有生物亲和性，且安全环保，不会引起环境的二次污染，且石膏粉具有丰富的孔隙度，易与微生物结合。基于此，本发明提供一种以石膏为载体固定化硝化类细菌的方法，以解决现有技术成本高或细菌活性低的问题。具体技术方案如下：

本发明提供了一种以石膏为载体固定化硝化类细菌的方法，包括以下步骤：

1)将包埋剂与营养液混合，在20-100℃下搅拌均匀，得到交联浆液，所述包埋剂和所述营养液的质量比为1：(5-50),优选为1：(5-20)，更优选为1：10；

2)将保护剂与硝化类细菌菌液混合，搅拌均匀，得到硝化类细菌浆液，所述保护剂和硝化类细菌菌液的质量比为1：(5-20)，优选为1：10；

3)将交联浆液冷却到45℃以下，优选为10-30℃，更优选为20-25℃，将交联浆液与硝化类细菌浆液混合，搅拌均匀，再与石膏粉混合并搅拌均匀，得到含有硝化类细菌菌剂的载体基质，所述营养液和所述石膏粉质量比为1：(0.4-10)，优选为1:4；

4)将含有硝化类细菌菌剂的载体基质造粒，干燥后得到石膏为载体的固定化硝化类细菌菌剂。

本发明所述硝化类细菌选自硝化细菌和/或反硝化细菌。所述硝化细菌，包括亚硝酸菌及硝酸菌，其中亚硝酸菌是一类将氨氧化成亚硝酸盐的细菌，包括但不限于亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属、亚硝化螺菌属和亚硝化叶菌属中的细菌。硝酸菌能够将亚硝酸盐氧化成硝酸盐，包括但不限于硝化杆菌属、硝化球菌属和硝化囊菌属中的细菌。反硝化细菌是一类能引起反硝化作用，把硝酸盐还原成氮(N₂)的细菌，包括但不限于反硝化杆菌、斯氏杆菌、萤气极毛杆菌等。在实际应用过程中，可根据实际需要，选择所需菌种，可以使用单一菌种制备固定化细菌，也可将两种以上菌种混合后作为制备固定化细菌的菌液。

细菌固定化所用的包埋剂起到将菌体交联浓缩并限定在一定空间范围内的作用，并提供一定的机械强度。本发明所述的包埋剂包括但不限于黄原胶、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、海藻酸钠、聚乙二醇或糊精，优选为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一种。所述包埋剂均可购自商业途径。

本发明所述的营养液为包含锌、锰、铁、钴和硼的水溶液，所述任一种元素在营养液中的浓度为0.1-50ppm，所述单位ppm是质量比，即溶质质量占全部溶液质量的百万分比。