[发明专利]一种基于醋糟废弃物制备的微生物固定化载体及其制备方法与应用

说明书

一种基于醋糟废弃物制备的微生物固定化载体及其制备方法与应用，属于微生物和环境工程技术领域。具体方法如下：醋糟废弃物在50‑120℃下干燥2小时；以干燥后的醋糟废弃物为载体，与菌株B.subtilis ZL09‑26（保藏编号为GDMCC No:60293）混合，采用物理直接吸附方法固定2‑72小时；采用醋糟固定化后的B.subtilis ZL09‑26降解一种典型多环芳烃—菲。本发明所述方法能够同时解决醋糟废弃物资源化利用和多环芳烃污染问题，实现以废治污，具有简单易行，耗能低、且无二次污染，适于在制醋企业大规模推广。

技术领域

本发明属于微生物和环境工程技术领域，具体涉及一种基于醋糟废弃物制备的微生物固定化载体及其制备方法与应用。

背景技术

多环芳烃(PAHs)是一种持久性有机污染物，在环境中(例如工业和市政污水)广泛存在。由于多环芳烃不易分解，具有致癌、致畸和致突变等特性，会沿食物链进入人体，损害健康。我国经济长期粗放式发展，化工能源企业、汽车尾气等向环境中排放大量多环芳烃，污染形势严峻，亟待治理。目前，处理多环芳烃污染的方法主要有物理法、化学法和生物法，其中采用微生物降解多环芳烃，具有方便、绿色、经济等优势。然而，降解菌的活性常常受到外界环境因素(如污染物、温度、营养物质、土著菌等)的抑制，导致降解效率不高。针对该问题，研究者们开发出多种载体材料，将降解菌固定于载体材料中，极大提高了降解菌的适应性和活力，降解效率也随之提升(Garcia-Delgado,et al.J.Hazard Mater.2015,285,259-266；Partovinia,et al.2013.Int.Biodeter.Biodegr.85,337-344.)。

另一方面，我国是产醋大国。醋糟(Vinegar Residue，VR)是醋厂产醋过程中产生的主要固体废弃物，在中国每年约产生300万吨醋糟。醋糟具有酸度高，分解速度缓慢等特性，综合利用困难，严重污染环境。醋糟的资源化综合处理成为亟待解决的问题。醋糟常规的处理方式是堆肥制备有机肥(Zhang et al.2019,Environ.Sci.Pollut.R.Inter.DOI:10.1007/s11356-019-05940-2)、无氧发酵产甲烷(Wang et al.Int.J.Hydrogen.Energ.40(13),4494-4501)和制备生物质炭等。例如，中国专利公开号CN106698420A的专利公开了一种利用醋糟制备活性炭的方法，其特征在于，包括：(1)将醋糟进行烘干处理，以便得到醋糟物料；(2)将所述醋糟物料供给至旋转床热解炉进行热解处理，以便得到热解油气和醋糟炭；(3)将所述热解油气供给至气液分离装置进行气液分离处理，以便得到热解气和焦油；(4)将所述焦油作为燃料供给至直燃锅炉，以便得到高温蒸汽；以及(5)将所述醋糟炭和所述高温蒸汽供给至回转式活化炉内，以便对所述醋糟炭进行活化处理，获得活性炭和高温烟气。最近，一些研究人员利用醋糟制备生物炭用于处理重金属污染土壤，取得了良好效果(Li,et al.2018.Environ.Sci.Pollut.R.25(16),15754-15764.)。尽管已有上述一些处理醋糟的方法，但由于我国醋糟产生量巨大，还需要开发更多更方便经济的醋糟处理方法。

在已报道的研究方法中，往往将生物质(如木屑等)制成生物质炭，进而用作载体固定化微生物，降解多环芳烃(Zhang et al.Journal of Environmental Science,47(2016)7–13)；或者将醋糟热裂解成生物质炭修复土壤重金属污染(Li,etal.2018.Environ.Sci.Pollut.R.25(16),15754-15764.)。如何直接以醋糟为载体，利用醋糟中原有的营养物质保护和激发降解菌的活力和降解潜能，实现多环芳烃微生物降解效率的提升，尚未见报道。

发明内容