專(zhuān)利名稱：一種基于甘蔗渣為固定化載體的半固體發(fā)酵法制備威尼斯不動(dòng)桿菌十四烷烴降解劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢水治理技術(shù)，具體說(shuō)涉及一種基于甘蔗渣為固定化載體的半 固體發(fā)酵法制備威尼斯不動(dòng)桿菌C4"'"咖6"c^ v匿""聽(tīng))降解廢水中十四烷烴降 解劑的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展及人們生活水平的不斷提高，生產(chǎn)與生活污水的 排放量急劇增加，全球性水體污染日趨嚴(yán)重，威脅著社會(huì)經(jīng)濟(jì)乃至人類(lèi)自身的 可持續(xù)發(fā)展。在廢水的各種方法中，生物法因具有成本低，占地少，不會(huì)帶來(lái) 二次污染等優(yōu)點(diǎn)，而倍受青睞。雖然傳統(tǒng)的生物法與其他處理方法相比具有獨(dú) 特的優(yōu)越性，但是在傳統(tǒng)的廢水處理工藝中，微生物一般是以懸浮態(tài)在水中生 長(zhǎng)，生物量低，易于從反應(yīng)器中流失，而且從流出的廢水中回收微生物重復(fù)利 用較為困難。此外易被原生動(dòng)物捕食，受到菌種間的競(jìng)爭(zhēng)等環(huán)境因素的影響， 使其降解效率難以保持長(zhǎng)久。威尼斯不動(dòng)桿菌(Acinetobacter venetianus)屬于海洋
微生物，革蘭陰性，球桿菌，無(wú)鞭毛，不產(chǎn)芽孢，接觸酶陽(yáng)性，氧化酶陰性， 專(zhuān)性需氧;不產(chǎn)生聚-B-羥基丁酸鹽細(xì)胞內(nèi)含物降解垸烴，是一種專(zhuān)門(mén)降解十四垸 烴的微生物。目前，中國(guó)海洋微生物菌種保藏管理中心保藏有該菌種，公眾可 通過(guò)該中心獲取。
固定化微生物技術(shù)及其在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成為國(guó)內(nèi)外研究者的熱點(diǎn) 之一。與傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(shù)相比，固定化微生物技術(shù)處理廢水時(shí)可較大 幅度地提高生物量，具有反應(yīng)啟動(dòng)快、處理效率高、操作穩(wěn)定、產(chǎn)污泥量少、 固液分離容易、能純化和保持優(yōu)勢(shì)菌群，以及基建占地少等優(yōu)點(diǎn)而倍受關(guān)注。固定化被定義為固定的生物催化劑、酶制劑、微生物和細(xì)胞器以不溶性固體支 持。固定化還可以防止細(xì)胞的機(jī)械或化學(xué)損傷。微生物經(jīng)固定化后能長(zhǎng)期保持 活性，固定化細(xì)胞顆粒的微環(huán)境有利于屏蔽土著菌、噬菌體和毒性物質(zhì)對(duì)微生 物體的惡性競(jìng)爭(zhēng)、吞噬和毒害，使其在復(fù)雜環(huán)境中也可穩(wěn)定地發(fā)揮高效能。微 生物的固定化方法，目前在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)一個(gè)統(tǒng)一的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。固定化方法多種 多樣，但主要的有表面吸附(結(jié)合)固定技術(shù)、交聯(lián)(鍵聯(lián))固定化、包埋(多聚體) 固定化和自身固定化(微生物細(xì)胞間自交聯(lián)固定化)等幾種方法。其中，植物載體 具有吸附性能較好、來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉的特點(diǎn)，在菌的固定化技術(shù)的研究及 利用其進(jìn)行廢水處理的實(shí)際應(yīng)用方面，具有潛在的價(jià)值和重要的意義，引起人
們的關(guān)注。威尼斯不動(dòng)桿菌(Acinetobacter venetianus)屬于海洋微生物，革蘭陰性， 球桿菌，無(wú)鞭毛，不產(chǎn)芽孢，接觸酶陽(yáng)性，氧化酶陰性，專(zhuān)性需氧;不產(chǎn)生聚-B-羥基丁酸鹽細(xì)胞內(nèi)含物降解烷烴，是一種專(zhuān)門(mén)降解十四烷烴的微生物。目前， 中國(guó)海洋微生物菌種保藏管理中心保藏有該菌種，公眾可通過(guò)該中心獲取。
甘蔗渣作為制糖工業(yè)的主要副產(chǎn)品，是榨糖后所剩的主要部分，屬于農(nóng)業(yè) 固體廢棄物中的一種，在我國(guó)不僅數(shù)量巨大而且資源非常集中。據(jù)報(bào)道，2005 全世界甘蔗渣的產(chǎn)出量約為2970萬(wàn)噸，中國(guó)的產(chǎn)出量為2040萬(wàn)噸。甘蔗渣具有多
種用途，用其生產(chǎn)的高密度復(fù)合材料甚至適用于建筑、船舶、車(chē)廂、包裝箱等 制作行業(yè)。由于蔗渣比重小，纖維質(zhì)量好、吸附性能強(qiáng),是一種能高效降解烷烴 類(lèi)物質(zhì)的菌威尼斯不動(dòng)桿菌Uc/"etotoc妙進(jìn)行固定化的良好載體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要通過(guò)對(duì)威尼斯不動(dòng)桿菌C4c/"eto^c^ 的擴(kuò)大培 養(yǎng)，利用甘蔗渣為固定化載體，制備出能夠高效降解廢水廢液中十四烷烴降解劑。 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是 1、配制常規(guī)的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基(pH值為7.0):K2HP04lg
KH2P04lg
NH4N03lg
MgS040.3g
CaCl20.03g
FeS04O郁g
ZnS040.002g
MnS040細(xì)2g
蒸餾水500mL
按照上述配方配制后的培養(yǎng)基，經(jīng)高壓滅菌后備用。
2、 甘蔗渣的預(yù)處理
將甘蔗渣用自來(lái)水洗凈，在6(TC下烘千后，用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)篩，取目數(shù) 為40 60目甘蔗渣末，121。C高壓滅菌備用。
3、 降解劑的制備
取預(yù)制備的培養(yǎng)基，接入培養(yǎng)基體積5。/。的威尼斯不動(dòng)桿菌(Acinetobacter venetianus),和培養(yǎng)基體積15% 30%的甘蔗渣末，攪拌混勻，移入35 。C無(wú)菌室 內(nèi)進(jìn)行液體搖床震蕩初培養(yǎng)，搖床搖速150r/min。培養(yǎng)6小時(shí) 12小時(shí)后，保持 溫度不變，再加入培養(yǎng)基體積10% 25%的甘蔗渣，拌勻，形成半干濕狀進(jìn)行再 培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間3小時(shí) 6小時(shí)，即制成基于甘蔗渣為固定化載體的半固體發(fā)酵 法制備威尼斯不動(dòng)桿菌十四烷烴降解劑。
4、 裝袋吊掛
將制備的威尼斯不動(dòng)桿菌十四烷烴降解劑裝填于雙層紗布網(wǎng)袋中，扎口后 吊掛于需要降解的廢水中。4天后取回倒出曬干焚燒，也可采用高壓滅菌方式重 復(fù)使用。
采用本發(fā)明所述的方法，在培養(yǎng)8小時(shí)后對(duì)50.0 mg/L十四烷的降解率可達(dá)89%,且甘蔗渣末重復(fù)利用后固定化菌體更加穩(wěn)定，對(duì)相同濃度十四烷的降解率 保持在96-98%。且本發(fā)明制備的固定化菌體對(duì)不同濃度柴油中烷烴的降解同樣 具有記號(hào)的效果。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l
1、分別取下屬配方中的組分，按照配制常規(guī)的配制方法，配制出pH值為7.0
的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基
K2HP04 10g KH2P04 10g NH4N03 10g MgS04 3g CaCl2 0.3g
FeS04 0,05g ZnS04 0.02g MnS04 0.002g 蒸餾水 5000mL 按照上述配方配制后的培養(yǎng)基，經(jīng)高壓滅菌后備用。
2、 甘蔗渣的預(yù)處理
將lkg的甘蔗渣用自來(lái)水洗凈，在6(TC下烘干后，用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)篩， 取目數(shù)為40 60目甘蔗渣末，利用DSX-28013型不銹鋼手提式滅菌器(上海申 溢醫(yī)療器械廠)，經(jīng)12rC高壓滅菌后備用。
3、 降解劑的制備
取預(yù)制備的培養(yǎng)基1000ml，置于SPX-250B-Z生化培養(yǎng)箱內(nèi)(上海博迅實(shí)業(yè)有限公司 醫(yī)療設(shè)備廠)，接入50ml威尼斯不動(dòng)桿菌的菌液(Acinetobactervenetianus)，以及培養(yǎng)基體積150g的40 60目的甘蔗渣末，攪拌混勻，控制溫度在35 'C，進(jìn)行液 體搖床震蕩培養(yǎng)，搖床搖速150r/min。培養(yǎng)6小時(shí)后，保持溫度不變，再加入250 g的40 60目的甘蔗渣，拌勻，形成半干濕狀進(jìn)行靜止培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間6小時(shí)， 即制成基于甘蔗渣為固定化載體的半固體發(fā)酵法制備威尼斯不動(dòng)桿菌十四烷烴 降解劑。
4、裝袋吊掛
將制備的威尼斯不動(dòng)桿菌十四烷烴降解劑裝填于雙層紗布網(wǎng)袋中，扎口后 吊掛于濃度為50mg丄-l的十四烷的模擬廢水中。2天后取出紗布網(wǎng)袋。十四烷的 模擬廢水，測(cè)定十四烷的濃度，結(jié)果表明，十四垸的濃度為4.6mg丄-l，降解率 為90.8mg丄-l。 實(shí)施例2
步驟l、 2與實(shí)施例l相同
3、 降解劑的制備
取預(yù)制備的培養(yǎng)基1000ml，置于SPX-250B-Z生化培養(yǎng)箱內(nèi)(上海博迅實(shí)業(yè)有限公司 醫(yī)療設(shè)備廠)，接入50ml威尼斯不動(dòng)桿菌的菌液(Acinetobactervenetianus)，以及培 養(yǎng)基體積200g的40 60目的甘蔗渣末，攪拌混勻，控制溫度在35 °C，進(jìn)行液 體搖床震蕩培養(yǎng)，搖床搖速150r/min。培養(yǎng)8小時(shí)后，保持溫度不變，再加入150 g的40 60目的甘蔗渣，拌勻，形成半干濕狀進(jìn)行靜止培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間8小時(shí)， 即制成基于甘蔗渣為固定化載體的半固體發(fā)酵法制備威尼斯不動(dòng)桿菌十四垸烴 降解劑。
4、 裝袋吊掛
將制備的威尼斯不動(dòng)桿菌十四烷烴降解劑裝填于雙層紗布網(wǎng)袋中，扎口后 吊掛于濃度為35mg丄-l的十四烷的模擬廢水中。2天后取出紗布網(wǎng)袋。十四烷的 模擬廢水，測(cè)定十四垸的濃度，結(jié)果表明，十四烷的濃度為3.7mg丄-l，降解率 為89.4 mg丄-l。
權(quán)利要求
1、一種基于甘蔗渣為固定化載體的半固體發(fā)酵法制備威尼斯不動(dòng)桿菌十四烷烴降解劑的方法，通過(guò)配制常規(guī)的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基對(duì)威尼斯不動(dòng)桿菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，利用甘蔗渣為固定化載體，制備出能夠高效降解廢水廢液中十四烷烴降解劑，其特征是1)對(duì)甘蔗渣進(jìn)行洗凈烘干后、粉碎、過(guò)篩、121℃高壓滅菌預(yù)處理；2)在無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中接入威尼斯不動(dòng)桿菌，和培養(yǎng)基體積分?jǐn)?shù)15％～30％的甘蔗渣末，攪拌混勻，移入35℃無(wú)菌室內(nèi)進(jìn)行液體搖床震蕩初培養(yǎng)，搖床搖速150r/min，初培養(yǎng)6小時(shí)～12小時(shí)；3)保持溫度不變，再加入甘蔗渣末，拌勻，形成半干濕狀進(jìn)行再培養(yǎng)；4)將步驟3)的培養(yǎng)物裝填于雙層紗布網(wǎng)袋中，扎口后吊掛于需要降解的廢水中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于甘蔗渣為固定化載體的半固體發(fā)酵法制備威尼斯 不動(dòng)桿菌十四烷烴降解劑的方法，其特征是所述的除培養(yǎng)時(shí)接入威尼斯不動(dòng)桿 菌的量為培養(yǎng)基體積分?jǐn)?shù)5%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于甘蔗渣為固定化載體的半固體發(fā)酵法制備威尼斯 不動(dòng)桿菌十四垸烴降解劑的方法，其特征是所述的初培養(yǎng)時(shí)加入的甘蔗渣末是 培養(yǎng)基體積分?jǐn)?shù)15% 30%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于甘蔗渣為固定化載體的半固體發(fā)酵法制備威尼斯 不動(dòng)桿菌十四垸烴降解劑的方法，其特征是所述的再培養(yǎng)時(shí)加入的甘蔗渣末是 培養(yǎng)基體積分?jǐn)?shù)10% 25%，再培養(yǎng)時(shí)間3小時(shí) 6小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于甘蔗渣為固定化載體的半固體發(fā)酵法制備威尼斯不動(dòng)桿菌降解十四烷烴降解劑的制備方法。本發(fā)明通過(guò)配制常規(guī)的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基對(duì)威尼斯不動(dòng)桿菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，利用甘蔗渣為固定化載體，制備出能夠高效降解廢水廢液中十四烷烴降解劑。其過(guò)程是對(duì)甘蔗渣進(jìn)行洗凈烘干后、粉碎、過(guò)篩、高壓滅菌預(yù)處理；在無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中接入威尼斯不動(dòng)桿菌和甘蔗渣末，攪拌混勻，進(jìn)行液體搖床震蕩初培養(yǎng)，初培養(yǎng)6小時(shí)～12小時(shí)后，再加入甘蔗渣末，拌勻再培養(yǎng)；將培養(yǎng)物裝填于雙層紗布網(wǎng)袋中，扎口后吊掛于需要降解的廢水中。采用本方法，對(duì)50.0mg/L十四烷的降解率可達(dá)89％，對(duì)相同濃度十四烷的降解率保持在96-98％，且柴油中烷烴的降解同樣具有極好的效果。
文檔編號(hào)C12N11/00GK101665783SQ20091011257
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者林嘉獎(jiǎng), 莉 甘, 陳祖亮 申請(qǐng)人:福建師范大學(xué)