[发明专利]一种PVA-EM菌载体颗粒的制备方法

说明书

一种PVA‑EM菌载体颗粒的制备方法，通过基于SA‑CaCl₂、PVA‑H₃BO₃和PVA冷冻/解冻三种固定化法，筛选出操作简便和效果较好的PVA‑CaCl₂的饱和硼酸延时固定化法，在此基础上通过控制PVA、SA和CaCl₂浓度，以克服制备过程中易黏连和交联慢等缺陷。本发明所制备的PVA‑EM载体大小均匀，通透；表面具有均匀的孔道结构，内部呈现交错的网状结构，可为微生物提供较大比表面积。应用于生物反应器时，能防止细菌的流失、有效维持细菌群落的稳定性，其中对COD和TN去除率分别可达88.71%、81.24%。该发明在生活废水处理等方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，尤其涉及应用于生活废水处理的生物反应器内的一种PVA-EM菌载体颗粒及其制备方法。

背景技术

微生物固定化技术通常采用化学或物理方法将游离微生物固定在一定空间范围内，并保持较好的生物活性，在环境保护领域里有着广泛的应用前景。通常情况下，对微生物的固定主要采用包埋法，将微生物封闭在载体网络中以固定微生物，实现微生物的固定与增殖。天然高分子材料中的多糖类物质海藻酸钠和卡拉胶是目前应用较多的固定化载体，具有易成型、对微生物危害小、微生物密度高等优点，但易生物降解、强度不高；合成高分子材料大部分具有机械强度高、抗生物分解性好和化学性能稳定的优点，但是有些合成高分子材料，例如聚丙烯酰胺对生物有毒性、制备条件剧烈，对微生物损害较大。相比之下，聚乙烯醇（PVA）具有天然高分子材料的对微生物无毒、价格低廉的优点，又有合成高分子材料的高机械强度、稳定性好和耐生物分解等优点，是一种很具潜力的微生物包埋载体。

PVA固定化微生物载体主要通过物理法、化学法和辐射法制备。化学法中的硼酸交联法与物理方法中的冷冻/解冻法，是目前PVA固定化最常用的方法，采用硼酸法制备的PVA载体性能稳定、强度较高，但化学法制备过程中会影响所固定微生物的活性；采用冷冻/解冻物理方法制备PVA载体对固定微生物的活性影响小，但由于受交联条件的限制，存在氢键反应不完全的现象，载体的稳定性较差；辐射法应用较少。目前的方法在如何控制固定化条件，保持微生物较高的活性及如何选取高效、稳定微生物的研究相对缺乏。因此在实际应用于生活废水处理时，存在使用寿命短，处理效果差等问题，不利于微生物包埋技术的推广，并制约了其在环境污染治理等领域的应用。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的不足，在化学法的基础上，通过控制制备过程中溶液浓度和操作条件，克服了在现有技术下载体制备过程中易黏连和交联慢等问题，提供一种PVA-EM菌载体颗粒的制备方法。

本发明所述的一种PVA-EM菌载体颗粒的制备方法，按如下步骤。

（1）按质量百分比，将质量分数分别为6%、1.2%和92.8%的聚乙烯醇（PVA）、丙烯酸十八酯(SA)和纯水混合，在80-90℃水浴加热条件下，搅拌使之溶解并混合均匀。待完全溶解后，静置，冷却至室温，放在冰箱中交联12h，作载体。

（2）将EM菌原露与载体的按照体积比为1：10的比例混合均匀得到混合液；EM菌原露的主要成分为乳酸菌（Pediococcusacidilactici）、酵母菌（Saccharomycescerevisiae）、光合细菌（Cyanobacteria）。

（3）将混合均匀的混合液转移到滴定装置中，滴定在含有质量浓度为2%的CaCl₂的饱和硼酸溶液中，得到PVA-EM菌载体，制备过程中，注意不断地用玻璃棒搅拌，防止制备的PVA-EM菌载体相互黏连。

（4）将所制备的PVA-EM菌载体放入冰箱中，在0-4℃条件下恒温交联24h，将交联后的PVA-EM菌载体用生理盐水清洗3-4次，以去除过量的的硼酸，储存备用。