申请日2013.04.25
公开(公告)日2013.07.17
IPC分类号C12N11/10; C02F103/32; C02F3/34; C12N11/04
摘要
本发明公开了固定化微生物制剂，它采用以下步骤制备：S1、菌种的发酵培养，将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、硝化杆菌和亚硝化单胞菌，分别接种到富集培养基中培养;S2、菌体的混合，得到菌体混合液;S3、PVA-海藻酸钠的固定化，将PVA凝胶和菌体混合液混合均匀后，滴入低速而连续搅拌的含CaCl2的硼酸溶液中，固定化交联后取出，用去离子水洗涤，冷冻干燥即得固定化微生物制剂;还公开了采用固定化生物制剂处理肉制品加工废水的方法。本发明的有益效果是：微生物种类多，能够降解废水中的多种污染物，且降解速度较快，能力强;具有适应水质和pH变化能力;污泥产量较少，产物分离容易，稳定性好，工艺操作简单，生产成本较低。
权利要求书
1.固定化微生物制剂，其特征在于：它采用以下步骤制备：
S1、菌种的发酵培养，将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、硝化杆菌和亚硝化单胞菌，分别接种到富集培养基中，在28～32℃，150～170rpm条件下培养22～26h，以5000rpm的速度离心10min后得到各菌体的对数生长期细胞;
S2、菌体的混合，将步骤S1中的细胞用磷酸盐缓冲液洗涤2～3次后，按体积百分比计，分别取40～60%枯草芽孢杆菌，20～30%巨大芽孢杆菌，10～15%硝化杆菌，5～15%亚硝化杆菌混合，悬浮于生理盐水中，得到菌体混合液;
S3、PVA-海藻酸钠的固定化，其包括以下子步骤：
S31、PVA凝胶的制备，取PVA加入水中，在80℃条件下完全溶解，PVA与水的重量/体积比为1:9～11，冷却后加入海藻酸钠、二氧化硅和碳酸钙并混合均匀，PVA：海藻酸钠：二氧化硅：碳酸钙的重量比为：10:2～4:4～6:0.3～0.5，得到PVA凝胶;
S32、菌体吸附：在步骤S2中得到的菌体混合液中加入5%的活性炭，混合吸附后;
S33、固定化复合菌PVA-海藻酸钠颗粒的制备：把上述制得的PVA凝胶和加入活性炭的菌体混合液按1∶4的比例混合均匀后，得到菌体-PVA-海藻酸钠悬液，将菌体-PVA-海藻酸钠悬液滴入低速而连续搅拌的含1.5～2.5%CaCl2的硼酸溶液中，所述的硼酸溶液pH呈中性，在4～6℃固定化交联22～26h后取出，用去离子水洗涤2～3次，冷冻干燥即得固定化微生物制剂。
2.根据权利要求1所述的固定化微生物制剂，其特征在于：所述的富集培养基的配置方法为：在1L水中加入下述各成分并搅拌混匀，且各成分占水的重量比为：蛋白胨 1%，酵母粉 0.5%，NaCl 0.5%，KH2PO4 0.06%，MgSO4·H2O 0.03%，pH 7.0-7.2，然后在压力为0.15Mpa，温度为121℃的条件下灭菌20min，灭菌后培养基放入无菌室冷却待用。
3.采用如权利要求1所述的固定化微生物制剂处理肉制品加工废水的方法，其特征在于：它包括以下操作：将固定化微生物制剂后按3～5%(W/V)的比例加入到肉制品加工废水中，在28～32℃，160rpm的条件下处理24h。
4.根据权利要求3所述的处理肉制品加工废水的方法，其特征在于：在加入固定化微生物制剂前，还包括将肉制品加工废水的pH值调节至6.8～7.2的步骤。
说明书
固定化微生物制剂及采用该制剂处理肉制品加工废水的方法
技术领域
本发明涉及肉制品加工废水处理工艺技术领域，特别是一种固定化微生物制剂及采用该制剂处理肉制品加工废水的方法。
背景技术
近年来，随着我国社会经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们对肉制品的消费量也日益增加，与此同时，肉制品加工行业也得到了较快发展。然而在肉制品加工行业迅速发展的同时，该行业的污染问题特别是水污染问题越来越引起人们的重视。与一般工业废水和生活废水相比，肉制品加工行业生产废水具有污染物浓度高和单位产品废水排放量大的特点，采用普通的废水处理工艺通常难以取得理想的处理效果。如果不及时处理便会造成严重的环境污染，这不仅有害于人畜的健康，同时也会在肉制品生产过程中造成二次污染，影响产品的质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种微生物种类较多、降解速度快、处理效率高的固定化微生物制剂及采用该制剂处理肉制品加工废水的方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：固定化微生物制剂，它采用以下步骤制备：
S1、菌种的发酵培养，将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、硝化杆菌和亚硝化单胞菌，分别接种到富集培养基中，在28～32℃，150～170rpm条件下培养22～26h，以5000rpm的速度离心10min后得到各菌体的对数生长期细胞;
S2、菌体的混合，将步骤S1中的细胞用磷酸盐缓冲液洗涤2～3次后，按体积百分比计，分别取40～60%枯草芽孢杆菌，20～30%巨大芽孢杆菌，10～15%硝化杆菌，5～15%亚硝化杆菌混合，悬浮于生理盐水中，得到菌体混合液;
S3、PVA-海藻酸钠的固定化，其包括以下子步骤：
S31、PVA凝胶的制备，取PVA加入水中，在80℃条件下完全溶解，PVA与水的重量/体积比为1:9～11，冷却后加入海藻酸钠、二氧化硅和碳酸钙并混合均匀，PVA：海藻酸钠：二氧化硅：碳酸钙的重量比为：10:2～4:4～6:0.3～0.5，得到PVA凝胶;
S32、菌体吸附：在步骤S2中得到的菌体混合液中加入与混合液体积比为5%的活性炭，混合吸附;
S33、固定化复合菌PVA-海藻酸钠颗粒的制备：把上述制得的PVA凝胶和加入活性炭的菌体混合液混合均匀后，得到菌体-PVA-海藻酸钠悬液，将菌体-PVA-海藻酸钠悬液滴入低速而连续搅拌的含1.5～2.5%CaCl2的硼酸溶液中，所述的硼酸溶液pH呈中性，在4～6℃固定化交联22～26h后取出，用去离子水洗涤2～3次，冷冻干燥即得固定化微生物制剂。
所述的富集培养基的配置方法为：在1L水中加入下述各成分并搅拌混匀，且各成分占水的重量比为：蛋白胨 1%，酵母粉 0.5%，NaCl 0.5%，KH2PO4 0.06%，MgSO4·H2O 0.03%，pH 7.0-7.2，然后在压力为0.15Mpa，温度为121℃的条件下灭菌20min，灭菌后培养基放入无菌室冷却待用。
采用固定化微生物制剂处理肉制品加工废水的方法，它包括以下操作：将固定化微生物制剂后按3～5%(W/V)的比例加入到肉制品加工废水中，在28～32℃，160rpm的条件下处理24h。
在加入固定化微生物制剂前，还包括将肉制品加工废水的pH值调节至6.8～7.2的步骤。
本发明具有以下优点：
本发明制备固定化微生物制剂的方法简便，将细胞与聚合物一起聚凝，细胞被包埋在形成的聚合物之中，细胞不易渗漏，稳定性好;制备的固定化微生物制剂有较高的细胞容量，制剂中细胞含量可达50%～70%
利用固定化微生物处理肉制品加工废水相比于物理和化学处理肉制品加工废水的方法，具有处理效率高、稳定性强、反应易于控制、菌种高纯高效、污泥量少、固液分离效果好、丧失活性可恢复、经济性更好等优点。
利用本发明得到的固定化微生物中微生物种类较多，能够降解废水中的多种污染物，而且降解速度较快，能力强，处理效率高。
利用本发明得到的固定化微生物具有菌种浓度高，具有适应水质和pH变化能力强的优点。
利用本发明得到的固定化微生物用于处理肉制品加工废水产生的污泥产量较少，产物分离容易，稳定性好，工艺操作简单，生产成本较低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
实施例1：
固定化微生物制剂，它采用以下步骤制备：
S1、菌种的发酵培养，将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis ATCC 14579)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium ATCC 13578)、硝化杆菌(NitrobacterATCC 14123)和亚硝化单胞菌(Nitrosomonas europaea ATCC 25978)，分别接种到富集培养基中，30℃，160rpm条件下培养24h，以5000rpm的速度离心10min后得到各菌体的对数生长期细胞;
S2、菌体的混合，将步骤S1中的细胞用磷酸盐缓冲液洗涤2次后，按体积百分比计，分别取40%枯草芽孢杆菌，30%巨大芽孢杆菌，15%硝化杆菌，15%亚硝化杆菌混合，悬浮于生理盐水中，得到菌体混合液;
S3、PVA-海藻酸钠的固定化，其包括以下子步骤：
S31、PVA凝胶的制备，取PVA加入水中，在80℃条件下完全溶解，PVA与水的重量/体积比为1:10，冷却后加入海藻酸钠、二氧化硅和碳酸钙并混合均匀，PVA：海藻酸钠：二氧化硅：碳酸钙的重量比为：10:3:5:0.4，得到PVA凝胶;
S32、菌体吸附：在步骤S2中得到的菌体混合液中加入与混合液体积比为5%的活性炭，混合吸附;
S33、固定化复合菌PVA-海藻酸钠颗粒的制备：把上述制得的PVA凝胶和加入活性炭的菌体混合液混合均匀后，得到菌体-PVA-海藻酸钠悬液，以细塑胶管连接蠕动泵和菌体-PVA-海藻酸钠悬液，在蠕动泵的输送下，菌体-PVA-海藻酸钠悬液经直径为1.5mm的细塑胶管滴入低速而连续搅拌的含2%CaCl2的硼酸溶液中，所述的硼酸溶液pH呈中性，在5℃固定化交联24h后取出，用去离子水洗涤2次，冷冻干燥即得固定化微生物制剂。
所述的富集培养基的配置方法为，在1L水中加入下述各成分并搅拌混匀，且各成分占水的重量比为：蛋白胨 1%，酵母粉 0.5%，NaCl 0.5%，KH2PO4 0.06%，MgSO4·H2O 0.03%，pH 7.0-7.2，然后在压力为0.15Mpa，温度为121℃的条件下灭菌20min，灭菌后培养基放入无菌室冷却待用。
采用固定化生物制剂处理肉制品加工废水的方法，它包括以下操作：量取200mL废水样品于500mL的三角锥形瓶中，调节废水pH值为7.0，将上述制得的固定化微生物制剂按3%(W/V)的比例加入到锥形瓶中，放入摇床在30℃，160r/min的条件下培养24h。
所处理的肉制品加工废水原水质COD为2200mg/L，处理后水质的COD为80mg/L。
实施例2：
固定化微生物制剂，固定化微生物制剂，它采用以下步骤制备：
S1、菌种的发酵培养，将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis ATCC 14579)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium ATCC 13578)、硝化杆菌(NitrobacterATCC 14123)和亚硝化单胞菌(Nitrosomonas europaea ATCC 25978)，分别接种到富集培养基中，28℃，170rpm条件下培养26h，以5000rpm的速度离心10min后得到各菌体的对数生长期细胞;
S2、菌体的混合，将步骤S1中的细胞用磷酸盐缓冲液洗涤3次后，按体积百分比计，分别取60%枯草芽孢杆菌，25%巨大芽孢杆菌，10%硝化杆菌，5%亚硝化杆菌混合，悬浮于生理盐水中，得到菌体混合液;
S3、PVA-海藻酸钠的固定化，其包括以下子步骤：
S31、PVA凝胶的制备，取PVA加入水中，在80℃条件下完全溶解，PVA与水的重量/体积比为1:9，冷却后加入海藻酸钠、二氧化硅和碳酸钙并混合均匀，PVA：海藻酸钠：二氧化硅：碳酸钙的重量比为：10:2:4:0.3，得到PVA凝胶;
S32、菌体吸附：在步骤S2中得到的菌体混合液中加入与混合液体积比为5%的活性炭，混合吸附;
S33、固定化复合菌PVA-海藻酸钠颗粒的制备：把上述制得的PVA凝胶和加入活性炭的菌体混合液混合均匀后，得到菌体-PVA-海藻酸钠悬液，以细塑胶管连接蠕动泵和菌体-PVA-海藻酸钠悬液，在蠕动泵的输送下，菌体-PVA-海藻酸钠悬液经直径为1.5mm的细塑胶管滴入低速而连续搅拌的含2.5%CaCl2的硼酸溶液中，所述的硼酸溶液pH呈中性，在4℃固定化交联22h后取出，用去离子水洗涤3次，冷冻干燥即得固定化微生物制剂。
所述的富集培养基的配置方法为，在1L水中加入下述各成分并搅拌混匀，且各成分占水的重量比为：蛋白胨 1%，酵母粉 0.5%，NaCl 0.5%，KH2PO4 0.06%，MgSO4·H2O 0.03%，pH 7.0-7.2，然后在压力为0.15Mpa，温度为121℃的条件下灭菌20min，灭菌后培养基放入无菌室冷却待用。
采用固定化生物制剂处理肉制品加工废水的方法，它包括以下操作：量取200mL废水样品于500mL的三角锥形瓶中，调节废水pH值为7.2，将上述制得的固定化微生物制剂按4%(W/V)的比例加入到锥形瓶中，放入摇床在32℃，160r/min的条件下培养24h。
所处理的肉制品加工废水原水质COD为2350mg/L，处理后水质的COD为85mg/L。
实施例3：
固定化微生物制剂，固定化微生物制剂，它采用以下步骤制备：
S1、菌种的发酵培养，将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis ATCC 14579)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium ATCC 13578)、硝化杆菌(NitrobacterATCC 14123)和亚硝化单胞菌(Nitrosomonas europaea ATCC 25978)，分别接种到富集培养基中，32℃，150rpm条件下培养22h，以5000rpm的速度离心10min后得到各菌体的对数生长期细胞;
S2、菌体的混合，将步骤S1中的细胞用磷酸盐缓冲液洗涤2次后，按体积百分比计，分别取55%枯草芽孢杆菌，20%巨大芽孢杆菌，12%硝化杆菌，13%亚硝化杆菌混合，悬浮于生理盐水中，得到菌体混合液;
S3、PVA-海藻酸钠的固定化，其包括以下子步骤：
S31、PVA凝胶的制备，取PVA加入水中，在80℃条件下完全溶解，PVA与水的重量/体积比为1:11，冷却后加入海藻酸钠、二氧化硅和碳酸钙并混合均匀，PVA：海藻酸钠：二氧化硅：碳酸钙的重量比为：10:4:6:0.5，得到PVA凝胶;
S32、菌体吸附：在步骤S2中得到的菌体混合液中加入与混合液体积比为5%的活性炭，混合吸附;
S33、固定化复合菌PVA-海藻酸钠颗粒的制备：把上述制得的PVA凝胶和加入活性炭的菌体混合液混合均匀后，得到菌体-PVA-海藻酸钠悬液，以细塑胶管连接蠕动泵和菌体-PVA-海藻酸钠悬液，在蠕动泵的输送下，菌体-PVA-海藻酸钠悬液经直径为1.5mm的细塑胶管滴入低速而连续搅拌的含1.5%CaCl2的硼酸溶液中，所述的硼酸溶液pH呈中性，在6℃固定化交联26h后取出，用去离子水洗涤3次，冷冻干燥即得固定化微生物制剂。
所述的富集培养基的配置方法为，在1L水中加入下述各成分并搅拌混匀，且各成分占水的重量比为：蛋白胨 1%，酵母粉 0.5%，NaCl 0.5%，KH2PO4 0.06%，MgSO4·H2O 0.03%，pH 7.0-7.2，然后在压力为0.15Mpa，温度为121℃的条件下灭菌20min，灭菌后培养基放入无菌室冷却待用。
采用固定化生物制剂处理肉制品加工废水的方法，它包括以下操作：量取200mL废水样品于500mL的三角锥形瓶中，调节废水pH值为7.0，将上述制得的固定化微生物制剂按5%(W/V)的比例加入到锥形瓶中，放入摇床在28℃，160r/min的条件下培养24h。
所处理的肉制品加工废水原水质COD为2100mg/L，处理后水质的COD为75mg/L。
法律状态详细>>
20130717公开20130814实质审查的生效20160413授权引证详细>>
CN101811775A
CN101811775A
CN101875928A
CN101875928A
CN103275963A
同族详细>>
CN103205412A
