一種固定化微生物絮凝劑的制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種去除地下巖溶水中硫酸鹽的固定化微生物絮凝劑的制備方法，包括如下步驟：首先，將硫酸鹽還原菌（SRB）按10-20%的接種量，接種在液體培養基中，在密閉、厭氧、黑暗、靜置的條件下培養；其次，將發酵液離心，得到的菌體用沸石—海藻酸鈉包埋制成固定化微生物絮凝劑。用本發明得到的固定化微生物絮凝劑處理高硫酸鹽的地下巖溶水具有良好的去除效果，用量少、無污染、并可重復利用。經實驗證明：本發明得到的固定化微生物絮凝劑對地下巖溶水的硫酸鹽去除率達到96.71%左右。
【專利說明】—種固定化微生物絮凝劑的制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及固定化微生物絮凝劑的制備方法，具體屬于一種去除地下巖溶水中硫酸鹽的固定化微生物絮凝劑的制備方法。
【背景技術】
[0002]巖溶水中含有較高的鹽量使其又咸又苦又澀，導致其不能作為飲用水。并且，在工農業生產中，巖溶水還會導致工業設備的損壞、土壤鹽堿化程度加深等。硫酸根離子是巖溶水中的主要成分。目前，去除地下巖溶水中硫酸根的方法主要有離子交換法、反滲透法、活性炭吸附法、BaCl2法、CaCl2法和冷凍法等傳統的物理和化學方法。物理和化學的方法在運行過程中操作繁瑣，投資費用高，易造成二次污染。固定化微生物絮凝劑具有成本低、操作簡單、無二次污染、處理效果好、反應容易控制、穩定、固液易分離且可反復利用等優點。其原理是利用微生物將硫酸根離子轉化成為硫離子或硫化氫，進而生成硫單質來實現的。目前該技術在去除巖溶水中硫酸鹽這一方面還未見有研究及報導。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種固定化微生物絮凝劑的制備方法，該方法得到的固定化微生物絮凝劑活性高，應用于高礦化度及高硬度地下巖溶水中的硫酸根離子的處理效果好。
[0004]本發明提供的一種固定化微生物絮凝劑的制備方法，包括如下步驟:
[0005](I)將硫酸鹽還原菌按10-20%的接種量，接種在液體培養基中，在28_35°C下，密閉、厭氧、黑暗、靜置培養，7-12d，獲得微生物發酵液；
`[0006](2)將發酵液在5000-6500r/min轉速下離心，得到硫酸鹽還原菌的菌體；
[0007](3)按重量比1:0.5-3 (優選1:2-3)，將沸石和海藻酸鈉溶于水中，加熱溶解，滅菌后加入硫酸鹽還原菌菌體攪拌均勻，然后滴入含有質量質量為2-5% (優選3-4%)CaCl2的飽和硼酸溶液，使之交聯成直徑約為2-4mm的球體，3_8°C固定化20_30h，然后將固定好的小球用無菌水洗滌，得到固定化微生物絮凝劑。制得的固定化微生物絮凝劑可以保存在生理鹽水中。
[0008]所述的液體培養基成分按重量份數計=NH4Cl0.8-1.5，MgSO4.7H201.0-3.0，Na2SO40.5-1.5，CaCl2.2Η200.1-0.3，乳酸鈉 2-5，酵母膏 0.5-1.5，K2HPO40.3-1.0，抗壞血酸
0.05-0.3，EDTA-Fe5-20，蒸餾水 1000。
[0009]所述的硫酸鹽還原菌原為脫硫脫硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans),由山西大學生命科學學院分離、鑒定并保藏于光合細菌研究室。該菌種文獻出處:貢俊，張肇銘，穆遙.一株脫硫菌的分離及脫硫動力學，環境工程學報，2012，6 (4):1310-1314o
[0010]脫硫脫硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)具有還原硫酸鹽的能力，其種子及其擴大培養過程在密閉、厭氧、黑暗、靜置條件下得到活性旺盛的脫硫脫硫弧菌發酵液。
[0011]本發明生產的固定化微生物絮凝劑可用于處理硫酸鹽含量高的巖溶水。[0012]與現有技術相比，本發明的有益效果是:用本發明得到的固定化微生物絮凝劑處理高硫酸鹽的地下巖溶水具有良好的去除效果，用量少、無污染、并可重復利用。經實驗證明:本發明得到的固定化微生物絮凝劑對地下巖溶水的硫酸鹽去除率最高可達到97.95%左右。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
[0014]液體培養基成分=NH4Cll.0g, MgSO4.7H202.0g, Na2SO4L 0g, CaCl2.2Η200.lg，乳酸鈉 3.5mL，酵母膏 1.0g, K2HPO40.5g，抗壞血酸 0.lg, EDTA-FeIOmL，蒸餾水 1000mL0
[0015](I)在無菌條件下,取20mL脫硫脫硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)接入裝有IOOmL培養基中，置于32°C培養箱中，密閉、厭氧、黑暗、靜置培養10d。
[0016](2)將發酵液在6000r/min下離心15min,得到脫硫脫硫弧菌的菌體。
[0017](3)分別稱取沸石1.6g和海藻酸鈉3.2g，溶于IOOmL水，加熱溶解，滅菌后加入SRB菌體攪拌均勻(菌體包埋量為15%)，然后用IOmL無菌注射器從IOcm高處滴入交聯劑(含有3%CaCl2的飽和硼酸溶液)中，使之交聯成直徑約為3mm的球體，放入冰箱中繼續固定化24h，然后將固定好的小球用無菌水洗滌，保存在8.5g / L生理鹽水中，得到固定化微生物絮凝劑。
[0018](4)稱取2.5g固定化微生物絮凝劑投到35mL硫酸鹽含量為1856mg/L巖溶水中，置于32°C的培養箱中 ，處理72h。采用鉻酸鋇分光光度法測定經處理后巖溶水中硫酸鹽的含量，此時巖溶水中硫酸鹽含量降到38mg/L，去除率為97.95%。
[0019]實施例2
[0020]液體培養基成分:NH4C11.5g，MgSO4.7Η203.0g, Na2SO4L 5g，CaCl2.2Η200.3g，乳酸鈉 5mL，酵母膏 1.5g, K2HPO4L 0g，抗壞血酸 0.3g, EDTA_Fe20mL，蒸餾水 1000mL。
[0021](I)在無菌條件下,取IOmL脫硫脫硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)接入裝有IOOmL培養基中，置于35°C培養箱中，密閉、厭氧、黑暗、靜置培養7d。
[0022](2)將發酵液在6500r/min下離心15min,得到脫硫脫硫弧菌的菌體。
[0023](3)分別稱取沸石1.28和海藻酸鈉3.68，溶于IOOmL水，加熱溶解，滅菌后加入SRB菌體攪拌均勻(菌體包埋量為10%)，然后用IOmL無菌注射器從IOcm高處滴入交聯劑(含有5%CaCl2的飽和硼酸溶液)中，使之交聯成直徑約為2mm的球體，放入冰箱中繼續固定化30h，然后將固定好的小球用無菌水洗滌，保存在8.5g / L生理鹽水中，得到固定化微生物絮凝劑。
[0024](4)稱取2.0g固定化微生物絮凝劑投到35mL硫酸鹽含量為1856mg/L巖溶水中，置于35°C的培養箱中，處理36h。采用鉻酸鋇分光光度法測定經處理后巖溶水中硫酸鹽的含量，此時巖溶水中硫酸鹽含量降到61mg/L，去除率為96.71%。
[0025]實施例3
[0026]液體培養基成分=NH4Cl0.8g，MgSO4.7Η201.0g, Na2SO40.5g，CaCl2.2Η200.lg,乳酸鈉 2mL，酵母膏 0.5g, K2HPO40.3g，抗壞血酸 0.lg, EDTA_Fel5mL，蒸餾水 1000mL。
[0027](I)在無菌條件下,取15mL脫硫脫硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)接入裝有IOOmL培養基中，置于30°C培養箱中，密閉、厭氧、黑暗、靜置培養12d。[0028](2)將發酵液在5000r/min下離心15min,得到脫硫脫硫弧菌的菌體。
[0029](3)分別稱取沸石1.0g和海藻酸鈉3.8g，溶于IOOmL水，加熱溶解，滅菌后加入SRB菌體攪拌均勻(菌體包埋量為5%)，然后用IOmL無菌注射器從IOcm高處滴入交聯劑(含有2%CaCl2的飽和硼酸溶液)中，使之交聯成直徑約為4mm的球體，放入冰箱中繼續固定化20h，然后將固定好的小球用無菌水洗滌，保存在8.5g / L生理鹽水中，得到固定化微生物絮凝劑。
[0030](4)稱取2.0g固定化微生物絮凝劑投到35mL硫酸鹽含量為1856mg/L巖溶水中，置于30°C的培養箱中，處理48h。采用鉻酸鋇分光光度法測定經處理后巖溶水中硫酸鹽的含量，此時巖溶水中硫酸鹽含量降低為139mg/L，去除率為92.51%。
【權利要求】
1.一種固定化微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將硫酸鹽還原菌按10-20%的接種量，接種在液體培養基中，在28-35°C下，密閉、厭氧、黑暗、靜置培養，7-12d，獲得微生物發酵液； (2)將發酵液在5000-6500r/min轉速下離心,得到硫酸鹽還原菌的菌體； (3)按重量比1:0.5-4，將沸石和海藻酸鈉溶于水中，加熱溶解，滅菌后加入硫酸鹽還原菌菌體攪拌均勻，然后滴入含有2-5%CaCl2的飽和硼酸溶液，使之交聯成直徑約為2-4mm的球體，3-8°C固定化20-30h，然后將固定好的小球用無菌水洗滌，得到固定化微生物絮凝劑； 所述的硫酸鹽還原菌原為脫硫脫硫弧菌； 所述的液體培養基成分按重量份數計=NH4Cl0.8-1.5，MgSO4.7H201.0-3.0，Na2SO40.5-1.5，CaCl2.2Η200.1-0.3，乳酸鈉 2-5，酵母膏 0.5-1.5，K2HPO40.3-1.0，抗壞血酸0.05-0.3，EDTA-Fe5-20，蒸餾水 1000。
2.根據權利要求1所述的一種制備固定化微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述的沸石和海藻酸鈉的重量比1:2-3。
3.根據權利要求1所述的一種制備固定化微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述的飽和硼酸溶液中含有3-4%的CaCl2。
4.根據權利要求1所述的一種制備固定化微生物絮凝劑的制備方法制得的絮凝劑在處理高硫酸鹽 巖溶水中的應用。
【文檔編號】C12N11/04GK103865918SQ201410120576
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】王蘭, 李保珍, 劉敏, 張曉峰, 井維鑫, 貢俊, 張肇銘 申請人:山西大學