[发明专利]一种固定化除氨菌系的改性沸石

说明书

本发明涉及一种固定化除氨菌系的改性沸石，是以斜发沸石为原料，用浓度为4mol/L的NaCl溶液，室温条件下搅拌处理24h，再用去离子水反复冲洗至中性，过滤后105℃脱水制备而成。本发明还涉及了此种改性沸石的用途以及固定化除氨菌系的方法。本发明对天然沸石进行了改性，并将其用于固定化除氨菌系，使改性沸石的吸附作用和除氨菌系的除氨作用相互结合；本发明将天然沸石与除氨菌系在一定的条件下制备成固定化颗粒，固定化颗粒表现出良好的除氨能力，并且与游离菌相比，经过改性沸石固定后的除氨菌系表现出对环境变化良好的适应性，大大扩大了该菌系的应用范围。

技术领域

本发明属于生物处理领域，涉及一种固定化除氨菌系的改性沸石。

背景技术

养殖场中大部分臭气由畜禽圈舍、粪便堆放场及处理场产生。据研究，在以上恶臭来源中，恶臭产生最高峰在堆粪发酵过程中。动物在生长过程中不断从饲料中摄取蛋白质提供自身的代谢平衡，摄入的蛋白质经过消化道后，被各种酶分解为游离脂肪酸后吸收利用。消化吸收过程中，还会有一小部分氨基酸及蛋白质能量物质随粪便排出体外。在推积发酵的过程中大量的微生物对其分解，在酸性条件下进行脱羧基，会产生胺及硫化物，在碱性条件下进行脱氨基则产生氨气及挥发性脂肪酸，这也是粪便产生恶臭气体的主要原因。

从环保及能源利用的角度来看，对于恶臭气体的防治包含两方面的意义，一方面是单纯的去除排泄物中的恶臭成分，使其不会造成空气环境污染；另一方面是去除恶臭成分后可转变为能源材料，实现资源再利用。经过多年的实验与实践，恶臭气体的治理方法得到了长足的发展。目前研究成果，动物粪便已不仅仅作为农家肥料使用，在加工处理后，可转变为气体燃料、饲料添加剂、作物化肥等商品。目前。臭气的主要治理手段可分为：物理法、化学法及生物法。

生物除臭法凭借着净化率高、操作简单、无二次污染等优点，成为国内外应用较为广泛的除臭方法之一。该方法除臭是在微生物的作用下，使粪中的有机物转变为无机物的过程，从而达到无害化除臭的目的。自然界中广泛存在微生物，将具有能分解、利用恶臭物质的微生物筛选出来，经过人工的驯化和扩大培养，将微生物应用于粪便处理，起到了去除臭气的效果。由此，此方法被认为最具前景的除臭方法。

微生物除臭的原理是微生物将粪便中的有机物摄入自身体内，经过自身的消化、分解转变成供给自身活动和代谢的养分，最后将代谢物从体内排除的过程。由于微生物降解臭气分子受相态影响，所以臭气分子移位转变过程普遍以荷兰学者Ottengraf提出的生物膜理论解释。该理论认为：生物除臭大致经历三个步骤，首先，臭气中有机物从气相迁移至液相。其次，溶于液相后，由浓度差的作用与生物膜接触，并被生物吸附、吸取。最后，经生物分解作为自身生命活动的养分。

但是微生物除臭容易受到外界因素的干扰，游离型微生物自身成活率低，易受到养分、温度、PH、溶解氧浓度等多因素的影响，限制了该方法的应用。

19世纪初期，有学者发现某些微生物具有吸附于固体表面的自然特质，将其二者固定之后，仍保留微生物的生物活性。此后，有人采用该方法治理水体污染。直到19世纪中期，随着固定化酶技术的兴起，该方法逐渐被人们重视，并得以发展。该技术的原理是将游离或悬浮的微生物，通过理化方法将其固定到一定的区域内，既保留了微生物自身的生物活性，又具有使用后可回收并可反复利用再循环的优势。由于该技术具有设备简单、投入少、无污染、可循环等优势，目前已在生物工程、医学诊断、医药制剂、环境保护等多个领域广泛应用。

虽然利用微生物固定化技术处理污水已超过百年，但利用该技术处理臭气则报道甚少，一些研究仍处于实验室阶段。但该技术凭借着其它方法不可比拟的优势，仍然展示出良好的应用前景。