專利名稱：一種抑制聚乙烯醇固定化微生物顆粒水溶膨脹性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于廢水中有機(jī)污染物的降解領(lǐng)域的抑制聚乙烯醇PVA固定化微生物顆粒水溶膨脹性的方法，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚乙烯醇是一種新型的微生物包埋固定化載體，具有強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗微生物分解性能強(qiáng)、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，是一種具有實(shí)用潛力的包埋材料，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外獲得了較廣泛的研究。
聚乙烯醇在加熱后溶于水，在其水溶液中加入添加劑后發(fā)生凝膠化，或在低溫下(-10℃)冷凍形成凝膠，從而將微生物包埋固定在凝膠網(wǎng)絡(luò)中。常用的添加劑有硼酸和硼砂，在聚乙烯醇水溶液中加入硼酸或硼砂，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成凝膠。
目前PVA固定化方法中存在的主要問(wèn)題是PVA是一種高粘性物質(zhì)，與H3BO3反應(yīng)較慢，并且硼酸上的三個(gè)羥基只部分地進(jìn)行了反應(yīng)，反應(yīng)后形成的高分子凝膠上還殘留有親水性的-OH，使得固定化顆粒在實(shí)際應(yīng)用中存在水溶膨脹性問(wèn)題。也就是說(shuō)，固定化微生物凝膠顆粒在使用過(guò)程中，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其機(jī)械強(qiáng)度會(huì)因?yàn)槿軡q而大大減弱，甚至出現(xiàn)顆粒破碎的現(xiàn)象，縮短了其使用壽命，不利于實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種抑制PVA固定化微生物顆粒水溶膨脹性的方法。通過(guò)在PVA-H3BO3交聯(lián)過(guò)程中引入一定量的(2％-6％)SiO2，可以有效地抑制固定化顆粒的水溶膨脹性；將得到的固定化微生物顆粒在Na2HPO4-KH2PO4(pH約等于7)緩沖溶液中浸泡2小時(shí)，可以進(jìn)一步提高凝膠顆粒的機(jī)械強(qiáng)度。
本發(fā)明提出的一種抑制聚乙烯醇固定化微生物顆粒水溶膨脹性的方法，其特征在于該方法具體步驟依次為(1)在聚乙烯醇和海藻酸鈉中加入水，40℃水浴加熱；(2)將上述混合物升溫至60℃，水浴加熱，再升溫至90-95℃，水浴加熱；(3)在步驟2水浴加熱后的混合物中加入2％-6％的SiO2，混合均勻，冷卻至40-45℃；(4)在步驟3的混合物中加入活性污泥混合均勻，40-45℃保溫；(5)在上述獲得的活性污泥混合物中緩慢滴加2％飽和硼酸-CaCl2溶液，交聯(lián)反應(yīng)；(6)將上述交聯(lián)后的反應(yīng)物顆粒取出，用去離子水洗滌，轉(zhuǎn)入到Na2HPO4-KH2PO4溶液中浸泡；(7)將步驟6浸泡后的顆粒取出，用去離子水洗滌后冷藏。
在上述方法中，所述步驟3混合物中SiO2的加入量為3～5％。
本發(fā)明提出的利用PVA固定化微生物的技術(shù)，可以有效地降低固定化微生物顆粒的水溶膨脹性、改善其機(jī)械強(qiáng)度和生物活性，延長(zhǎng)使用壽命。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1工藝步驟如下(1)PVA(10％)+海藻酸鈉(0.5％)，加入一定量的水，40℃水浴加熱2h；(2)升溫至60℃，水浴加熱1h，升溫至90℃，水浴加熱4h；(3)加入定量的SiO2(3％)，混合均勻，冷卻至40℃左右；(4)加入一定量的活性污泥(可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)微生物的量)，混合均勻，45℃保溫下放置約30min；(5)緩慢滴加至飽和硼酸-CaCl2(2％)溶液中，交聯(lián)反應(yīng)2h；(6)取出顆粒，用去離子水洗滌，轉(zhuǎn)入到Na2HPO4-KH2PO4溶液(pH約為7)中浸泡2h；(7)取出顆粒，用去離子水洗滌后于冰箱中冷藏備用。
實(shí)施例2工藝步驟如下(1)PVA(10％)+海藻酸鈉(0.5％)，加入一定量的水，40℃水浴加熱2h；(2)升溫至60℃，水浴加熱1h，升溫至95℃，水浴加熱4h；(3)加入定量的SiO2(5％)，混合均勻，冷卻至45℃左右；(4)加入一定量的活性污泥(可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)微生物的量)，混合均勻，40℃保溫下放置約30min；(5)緩慢滴加至飽和硼酸-CaCl2(2％)溶液中，交聯(lián)反應(yīng)2h；(6)取出顆粒，用去離子水洗滌，轉(zhuǎn)入到Na2HPO4-KH2PO4溶液(pH約為7)中浸泡2h；(7)取出顆粒，用去離子水洗滌后于冰箱中冷藏備用。
試驗(yàn)證明，利用該方法制備出固定化微生物凝膠顆粒，并用于廢水中有機(jī)污染物的降解，取得了較好的結(jié)果。
實(shí)施例3利用該發(fā)明提出的固定化方法，包埋固定化活性污泥，制備出的固定化活性污泥顆粒可以用作我們自主開發(fā)的BOD生物傳感器快速測(cè)定儀的生物敏感元件。下面以50mg/l的BOD標(biāo)準(zhǔn)溶液為例，給出了測(cè)量值及結(jié)果分析。
表1 50mg/l的BOD標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)量值及結(jié)果分析 結(jié)果表明，固定化活性污泥顆粒的生物活性良好，滿足了測(cè)定要求，并且該顆?？梢赃B續(xù)使用3個(gè)月以上。
權(quán)利要求
1.一種抑制聚乙烯醇固定化微生物顆粒水溶膨脹性的方法，其特征在于所述方法通過(guò)在PVA-H3BO3交聯(lián)過(guò)程中引入2～6％的SiO2，抑制固定化顆粒的水溶膨脹性；將獲得的固定化微生物顆粒在Na2HPO4-KH2PO4緩沖溶液中浸泡獲得凝膠顆粒的機(jī)械強(qiáng)度，該方法具體步驟依次為(1)在聚乙烯醇和海藻酸鈉中加入水，40℃水浴加熱；(2)將上述混合物升溫至60℃，水浴加熱，再升溫至90-95℃，水浴加熱；(3)在步驟2水浴加熱后的混合物中加入2％-6％的SiO2，混合均勻，冷卻至40-45℃；(4)在步驟3的混合物中加入活性污泥混合均勻，40-45℃保溫；(5)在上述獲得的活性污泥混合物中緩慢滴加2％飽和硼酸-CaCl2溶液，交聯(lián)反應(yīng)；(6)將上述交聯(lián)后的反應(yīng)物顆粒取出，用去離子水洗滌，轉(zhuǎn)入到Na2HPO4-KH2PO4溶液中浸泡；(7)將步驟6浸泡后的顆粒取出，用去離子水洗滌后冷藏。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟3混合物中SiO2的加入量為3～5％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抑制聚乙烯醇固定化微生物顆粒水溶膨脹性的方法，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。所述方法通過(guò)在PVA－H
文檔編號(hào)C12N11/08GK1844381SQ200610011608
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者王建龍, 吳迪, 胡俊 申請(qǐng)人:清華大學(xué)