[发明专利]一种提高硝化菌和亚硝化菌培养密度的微载体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种提高硝化菌和亚硝化菌培养密度的微载体，采用以下方法制备：称取聚乙烯醇并添加至去离子水中溶胀，然后通过加热、搅拌使其完全溶解；在聚乙烯醇溶液中加入气相白炭黑；将聚乙烯醇‑气相白炭黑混悬液逐滴加入至植物油中；乳化反应得到乳液；将戊二醛溶液、盐酸溶液加入至乳液中发生交联反应，持续搅拌至交联反应结束，生成沉淀；将沉淀离心分离后用丙酮和水依次进行清洗，再采用丙酮脱水，并晾干后得到白色粉末；将白色粉末浸泡至过量的氢氟酸溶液中，浸泡后离心分离沉淀，用去离子水清洗，并晾干后制得多孔聚乙烯醇微载体。上述微载体可提高硝化菌和亚硝化菌的培养密度，提高硝化菌扩大培养的经济性。

技术领域

本发明属环境微生物领域，具体涉及制备一种提高硝化菌及亚硝化菌培养密度的固定化微载体的制备方法。

背景技术

污水处理过程中，氨氮的硝化作用分为两个阶段，即亚硝化(氨氧化)和硝化(亚硝酸氧化)，分别由两类化能自养微生物完成，亚硝化细菌进行氨的氧化，硝化细菌完成亚硝酸氧化。硝化细菌统归于硝化杆菌9个属：硝化杆菌属、硝化刺菌属、硝化球菌属、亚硝化单胞菌属、亚硝化螺菌属、亚硝化球菌属(Nitrosococus)和亚硝化叶菌属(Nitrosolobus)，共14种，除上述9属外还有另外2属(硝化螺菌属和亚硝化弧菌属)共20种。

细胞微载体通常指直径在60～250μm，能适用于动物细胞贴壁生长的微珠。常用材料有葡聚糖、明胶、海藻酸盐、纤维素、壳聚糖等。微载体的使用可大大提高贴壁生长细胞的贴附面积，对于贴壁生长的微生物同样有良好的促进生长及活性的效果。为了进一步提高微载体的比表面积，通常还可采用冻干，反复冻融，形貌控制等措施。气相白炭黑为以四氯化碳为原料通过高温化学气相沉积法合成的无定形白色二氧化硅流动性粉末，具有超大比表面积和容积严格的粒度分布，其原生粒径介于7～80nm之间，比表面积一般大于100m²/g。本发明创造性的使用了气相白炭黑为模板，并进一步对模板进行腐蚀的方法来增大微载体的比表面积，所用材料粒径与贴壁培养的微生物数量级近似，有利于硝化菌在微载体上的吸附。

发明内容

本发明解决了上述现有技术中的不足，提供了一种提高硝化菌和亚硝化菌培养密度的微载体，上述微载体可提高硝化菌和亚硝化菌的培养密度，提高硝化菌扩大培养的经济性。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种提高硝化菌和亚硝化菌培养密度的微载体，采用以下方法制备：

(1)、称取聚乙烯醇并添加至去离子水中溶胀，然后通过加热、搅拌使其完全溶解，制得浓度为10～100g/L的聚乙烯醇溶液；

(2)、在聚乙烯醇溶液中加入气相白炭黑，得到聚乙烯醇-气相白炭黑混悬液，所加入的气相白炭黑与聚乙烯醇的质量比为1:1～5；

(3)、在磁力搅拌条件下，将聚乙烯醇-气相白炭黑混悬液按照1:2～10的体积比逐滴加入至植物油中，所述植物油中含有浓度为1～10g/L的司班-80；滴加完毕后在30-90℃条件下进行乳化反应，得到乳液；

(4)、将戊二醛溶液按照0.8～6.8:1000的体积比滴加至乳液中，搅拌后继续将盐酸溶液按照0.8～5:1000的体积比加入至乳液中发生交联反应，持续搅拌至交联反应结束，生成沉淀；

(5)、将沉淀离心分离后用丙酮和水依次进行清洗，再采用丙酮脱水，并晾干后得到白色粉末；

(6)、将白色粉末浸泡至过量的氢氟酸溶液中，浸泡10～20分钟后离心分离沉淀，用去离子水清洗，并晾干后制得多孔聚乙烯醇微载体，即为提高硝化菌和亚硝化菌培养密度的微载体。

步骤(1)中通过水浴加热至50℃。

步骤(3)中乳化反应的时间为30min。

步骤(4)中所添加的戊二醛溶液的质量浓度为25％；所添加的盐酸溶液浓度为1mol/L。