[发明专利]一种利用碳纤维毡固定化铜绿假单胞菌处理含氮废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于应用微生物与环境工程技术领域，涉及利用一种新型固定化载体固定化微生物处理含氮废水的方法。尤其涉及利用碳纤维毡固定化铜绿假单胞菌处理含氮废水。

背景技术

大量含氮废水进入水体，会加速水体的富营养化过程。目前，含氮废水的处理方式主要有化学法、物理法和生物法等。其中物理法和化学法具有成本较高、操作过程复杂，极易对环境造成二次污染等问题。

铜绿假单胞菌可以在有氧条件下进行反硝化，从而实现脱氮作用。铜绿假单胞菌通过自身的呼吸过程，可以将硝酸盐、亚硝酸盐、一氧化氮还原为氮气。

虽然铜绿假单胞菌可以在有氧条件下处理含氮废水，但其在悬浮培养降解体系中还存在处理效率低，水处理空间大、抗高负荷能力差、固液分离困难等问题。

固定化铜绿假单胞菌常用的方法有包埋法、吸附法等，常用的固定化载体有木屑、聚氨酯泡沫、聚乙烯醇、海藻酸钙。但上述载体存在很多问题，如制备过程较复杂、比表面积小、固定化效率低、机械强度差。而碳纤维毡具有比表面积大，吸附性能好，再生能力强，因此是一种较为理想的铜绿假单胞菌固定化载体。

发明内容

本发明的目的是：提供一种利用碳纤维毡固定化铜绿假单胞菌处理含氮废水的方法，通过对碳纤维毡的处理，使其成为固定化微生物的优良载体，进而用于固定化铜绿假单胞菌，建立一种处理含氮废水的简单、有效的方法，利用碳纤维毡固定化的铜绿假单胞菌在对含氮废水的过程中生物活性更加稳定，所需水处理空间减小，且固定化载体碳纤维毡机械强度高，持久耐用，能够重复使用多次。

实现本发明目的采用的技术方案是，一种利用碳纤维毡固定化铜绿假单胞菌处理含氮废水的方法，其特征是，它包括以下步骤：

（1） 铜绿假单胞菌培养液的制备

     将保存在斜面上的菌株编号为CGMCC NO：1.00238的铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa接入到100mL无菌的种子培养基中，所述的种子培养基中各组分用量占种子培养基质量用量的百分比分别为：葡萄糖2%；蛋白胨0.5%；酵母膏0.3%；Na₂HPO₄·12H₂O 0.2%；KH₂PO₄ 0.1%；MgSO₄·7H₂0 0.025%；柠檬酸0.2%；pH5.8；在温度30℃的气浴恒温摇床上以150rpm培养48h，得到活化好的铜绿假单胞菌菌悬液，将得到的菌悬液存放在温度4℃冰箱中保存备用；

（2）碳纤维毡的预处理

将一块长宽均为100mm，厚度为5mm的碳纤维毡放入去离子水中煮沸30min；至自然冷却后，将得到的碳纤维毡置于温度4℃冰箱保存备用；

（3）碳纤维毡对菌株编号为CGMCC NO：1.00238的铜绿假单胞菌的固定化

将质量10g的聚乙烯醇和质量0.6g海藻酸钠加入到100mL蒸馏水中，用沸水浴加热使聚乙烯醇和海藻酸钠溶解得到混合溶液，在加热过程中用玻璃棒均匀搅拌混合溶液；混合溶液冷却至室温后，向其中加入质量1.0g粉末活性炭，混合均匀；向其中加入上述步骤（1）得到的20～40mL的铜绿假单胞菌培养液，混合均匀后得到预包埋菌液；将上述步骤（2）得到的碳纤维毡放入上述制得的预包埋菌液中浸泡30～60min；将浸泡后的碳纤维毡再放入饱和硼酸溶液中，在温度4℃冰箱中放置3h，使碳纤维毡凝胶化，上述饱和硼酸溶液含浓度为2%的氯化钙并经碳酸钠溶液调节pH值为7.0；将固定化铜绿假单胞菌的碳纤维毡用蒸馏水冲洗数次后，裁剪成长宽均为4mm的小块置于温度4℃冰箱中待用；使用固定化铜绿假单胞菌的碳纤维毡前，用吸水纸吸净表面的水分即可；

（4）固定化菌株编号为CGMCC NO：1.00238的铜绿假单胞菌的碳纤维毡对含氮废水的处理