[发明专利]一种石油降解菌固定化包埋颗粒的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及微生物固定化领域，具体涉及用于修复石油污染土壤的石油降解菌固定化包埋颗粒的制备方法及其应用。

背景技术

石油污染土壤是石油及石化企业的重要污染之一，其中的石油污染物对人体及环境具有很高的毒害作用。土壤的污染越来越受到人们的关注，保证土壤修复的效率，恢复健康生产也就变得越来越重要。

国内外石油污染土壤的处理方法主要有：焚烧法、填埋法、堆放法以及生物修复法等。但以生物法最经济、最彻底，是实现土壤生态恢复的最有效手段。为了解决传统生物处理技术现场实验中游离微生物与土著菌竞争力弱、抗毒性污染能力差、易受外界环境冲击而难以适应环境等缺点，近些年，人们广泛采用固定化微生物技术来修复受污染的流体介质（如废水）和半流体介质（如泥浆），它具有菌体密度高、微生物活性高且稳定、耐毒性能力强等特点。因此，近十年来，对其修复受污染的非流体介质（如土壤）的研究也日益增多，但将其广泛应用于受石油污染土壤修复的报道还较少。

固定化载体和固定化方法的选择是固定化微生物技术的关键性问题。载体性能是关系到固定化技术成败的关键因素。固定化载体主要有有机载体、无机载体和复合载体。理想的固定化载体应该具备以下特征：对微生物细胞无毒性；基质通透性好，传质性能稳定；机械强度高，使用寿命长；价格低廉；重复利用率高，使用后不产生二次污染等。传统的固定化方法主要有吸附法和包埋法，吸附法制备容易，载体可再生，但微生物与载体的结合程度不够牢固；包埋法包埋的菌量大、细胞不易渗漏，稳定性好、能抗有毒物质的侵害，但是可能会导致部分细胞活性丧失。

CN101177677A公开了一种用于多环芳烃（PHAs）污染土壤修复的固定化颗粒制备方法，按照重量5~20%的比例将培养12~14h的种子液与凝胶液混匀，在25~40℃和pH自然条件下，通过制粒器制得固定化颗粒。凝胶液质量百分配比为：海藻酸钠2~3%，（150目）活性炭、红砖粉、泥炭土和/或粉煤灰0.3~0.6%，余量为水。该发明以海藻酸钠为主要载体材料，以活性炭、红砖粉、泥炭土和/或粉煤灰等为辅助载体，改进了传统的海藻酸钠包埋固定化工艺，可使固定化颗粒的机械强度、弹性和缓释性能大大提高。但是，该方法直接对菌体进行包埋，影响菌体的活性，并且也不能保证载体对菌体的吸附量，所制备出的粉煤灰固定化颗粒对土壤PYR和BaP去除率最高为54.1%和45.8%，其他固定化颗粒对PYR和BaP去除率均低于50%和40%。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种石油降解菌固定化包埋颗粒的制备方法及其应用。本发明方法制备的石油降解菌固定化包埋颗粒可用于石油污染土壤的原位修复，对石油污染土壤具有良好的修复效果，是一种可以推广应用的环保产品。

本   发明石油降解菌固定化包埋颗粒的制备方法，包括以下内容：（1）将35.8wt%~46.5wt%的水葫芦、14.2wt%~18.5wt%的小麦秸秆粉碎过筛，与35wt%~50wt%的核桃壳质活性炭混合，作为辅助载体；（2）取占包埋体系3.0wt%~7.0wt%的辅助载体，接入10wt%~20wt%的石油降解菌种子液，进行吸附；（3）将占包埋体系8.0wt%~10wt%的聚乙烯醇(PVA)搅拌溶解于80~100℃水中，加入1.2wt%~1.5wt%的海藻酸钠混匀，冷却后加入余量的水；（4）将（2）和（3）混匀组成包埋体系，滴入CaCl₂溶液中交联成球，再转入Na₂SO₄溶液中固定化，获得石油降解菌固定化包埋颗粒。

本发明中，步骤（1）所述的辅助载体最好进行预处理，首先将按比例混合的水葫芦、小麦秸秆与核桃壳质活性炭混合物用蒸馏水浸泡12~24h，调节pH7.0~7.2，滤去上层杂质，再将滤出的混合物50℃干燥24h，121℃高压蒸汽灭菌20min。