一种耐盐硝化细菌固定化方法

本发明属于耐盐硝化细菌生物膜制备，具体涉及一种耐盐硝化细菌固定化方法。

背景技术：

1、随着生活水平的提高，人们对海产品的需求量也逐年升高。虽然海水养殖业得到了快速发展，给社会带来巨大的经济效益，但同时也给环境带来了不可忽视的影响。大规模的海水养殖过程中，未吃完的饲料、水生生物的尸体以及新陈代谢产生的粪便等废物，会产生对海洋生物有害的氨氮(nh4+-n)和亚硝态氮(no2--n)。

2、耐盐硝化细菌生物膜是控制海水养殖nh4+-n和no2--n的主要微生物技术。耐盐硝化细菌可通过微生物固定化技术形成生物膜。该技术是指通过化学或者物理的方式，将微生物固定在特定空间，使其保持活性并能反复利用。耐盐硝化细菌可通过自然聚集和包埋法实现微生物的固定化。自然聚集是指微生物自然附着在载体中缓慢生长、富集成为生物膜，该生物膜具有群落结构稳定、抵抗ph波动强、固定性强等特点，但所需时间长，从微生物膜开始形成到生物膜成熟大约需要21至124天。包埋法通过使用凝胶剂，将微生物固定在载体上，实现微生物固定化。该方法所需时间短，微生物密度高，但物理结构稳定性差，使用过程中凝胶容易发生膨胀，损坏微生物。

技术实现思路

1、基于上述技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐盐硝化细菌固定化方法，该方案不仅操作简便、效率高，而且形成的生物膜活性高、稳定性高、固化率高。

2、本发明提供了一种耐盐硝化细菌生物膜的制备方法，包括以下步骤：

3、将耐盐硝化细菌污泥进行浓缩处理，得到浓缩污泥；

4、将所述浓缩污泥吸附到海绵载体内，得到吸附后的海绵载体；

5、于室温环境中，将所述吸附后的海绵载体进行静置干燥，以此固定耐盐硝化细菌；

6、所述耐盐硝化细菌污泥的盐度为25‰～30‰。

7、优选的，所述耐盐硝化细菌污泥的浓度为700～1000mg/l。

8、优选的，所述静置干燥的时间为1～5h；所述室温环境的温度为26～30℃。

9、优选的，所述浓缩处理的过程包括：

10、将耐盐硝化细菌污泥进行第一离心，得到第一离心物；

11、将所述第一离心物复溶后进行第二离心，得到第二离心物；

12、将所述第二离心物复溶后进行第三离心，得到第三离心物；

13、将所述第三离心物复溶后进行第四离心，得到所述浓缩污泥；

14、用于所述复溶的溶剂为盐水；所述盐水的盐度为25‰～30‰。

15、优选的，复溶时，所述溶剂的使用量以耐盐硝化细菌污泥的体积计，所述耐盐硝化细菌污泥与溶剂的体积比为1：1～1.25。

16、优选的，所述第一离心、第二离心、第三离心和第四离心的时间均为4～6min，速度均为4000～4500rpm。

17、优选的，所述海绵包括聚氨酯海绵填料。

18、本发明提供了上述技术方案所述耐盐硝化细菌固定化方法在固定耐盐硝化细菌和/或制备耐盐硝化细菌生物膜中的应用。

19、有益效果：

20、本发明通过将盐度为25‰～30‰的耐盐硝化细菌污泥依次进行浓缩处理、吸附到海绵载体并进行室温静置干燥处理，以此对耐盐硝化细菌进行固定化。在固定的过程中，通过室温条件下静置实现干燥失水，水分减少使得污泥中类海藻酸盐胞外多糖(alginate-like exopolysaccharides,ale)浓度和钙离子浓度增加，由于ale具有高量的聚古洛糖醛酸(g)嵌段，可通过与钙离子交联形成刚性和不可变形的凝胶，因而在生物膜形成中发挥重要作用；此外海绵载体自身的截留作用，协同减少了污泥的流失，提高了耐盐硝化细菌生物膜的固定化率。

21、与传统微生物固定化技术相比，本发明的优势为：

22、1)成膜时间短，将耐盐硝化细菌的浓缩污泥，吸入海绵后，最快仅需要干燥1h就能形成生物膜；2)聚氨酯海绵物理稳定性高，不会发生膨胀：在进行干燥过程中，不借助任何凝胶剂和助凝剂用于固定污泥；3)操作简单、快捷受外界影响因素小；只需要将含由耐盐硝化细菌污泥吸入海绵，进行干燥处理即可。

23、基于上述技术优势，本发明还提供了上述技术方案所述耐盐硝化细菌固定化方法在固定耐盐硝化细菌和/或制备耐盐硝化细菌生物膜中的应用。

技术特征：

1.一种耐盐硝化细菌固定化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的耐盐硝化细菌固定化方法，其特征在于，所述耐盐硝化细菌污泥的浓度为700～1000mg/l。

3.根据权利要求1所述的耐盐硝化细菌固定化方法，其特征在于，所述静置干燥的时间为1～5h；所述室温环境的温度为26～30℃。

4.根据权利要求1所述的耐盐硝化细菌固定化方法，其特征在于，所述浓缩处理的过程包括：

5.根据权利要求4所述的耐盐硝化细菌固定化方法，其特征在于，复溶时，所述溶剂的使用量以耐盐硝化细菌污泥的体积计，所述耐盐硝化细菌污泥与溶剂的体积比为1：1～1.25。

6.根据权利要求4所述的耐盐硝化细菌固定化方法，其特征在于，所述第一离心、第二离心、第三离心和第四离心的时间均为4～6min，速度均为4000～4500rpm。

7.根据权利要求1所述的耐盐硝化细菌固定化方法，其特征在于，所述海绵包括聚氨酯海绵填料。

8.权利要求1～7任一项所述耐盐硝化细菌固定化方法在固定耐盐硝化细菌和/或制备耐盐硝化细菌生物膜中的应用。

技术总结本发明属于耐盐硝化细菌生物膜制备技术领域，具体涉及一种耐盐硝化细菌固定化方法。本发明通过将耐盐硝化细菌污泥进行浓缩、并将浓缩后的污泥吸入聚氨酯海绵填料，之后在室温条件下静置实现干燥失水，以此提高污泥中类海藻酸盐胞外多糖ALE浓度和钙离子浓度，促进交联作用快速形成耐盐硝化细菌生物膜；加之海绵载体自身的截留作用，协同减少了污泥的流失，提高耐盐硝化细菌生物膜的固定化率。与传统微生物固定化技术相比，本发明的方案具有时间短、操作简单、稳定性高、固定化率高的特点。技术研发人员：马斌,谢海弟,郑玉风,委燕受保护的技术使用者：海南大学技术研发日：技术公布日：2025/1/6