專利名稱：一種生物膜的制備檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物膜的制備檢測(cè)方法，具體涉及一種陶粒生物膜的制備，以及檢測(cè) 陶粒上生物膜微生物生長(zhǎng)情況的方法。
背景技術(shù)：
生物預(yù)處理是對(duì)傳統(tǒng)給水處理工藝的突破與革新，一般采用生物膜法，主要包括 生物接觸氧化、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床等。在目前的工業(yè)應(yīng)用中，生物陶粒是生物 膜生長(zhǎng)的主要載體之一。生物陶粒是以粘土為主要生產(chǎn)原料，在坯料中摻合一定成孔劑、粘 結(jié)劑，經(jīng)配料、團(tuán)粒、高溫?zé)?、篩分等系列工藝加工而成的粒狀材料。強(qiáng)度高、耐摩擦、物化 性能穩(wěn)定、不向水體釋放有毒有害物等特性。其主要成為偏鋁酸鹽，表觀為近球形顆粒，表 面紅褐色或深褐色、表面粗糙多微孔，適合于微生物在其表面生長(zhǎng)、繁殖。由于具有較高的 比表面積，化學(xué)和熱穩(wěn)定性好，價(jià)格低廉，因此得到了廣泛的應(yīng)用。作為生物膜載體，生物陶粒比表面積大、機(jī)械強(qiáng)度高的物理特性，有利于微生物生 長(zhǎng)繁殖，能為微生物提供穩(wěn)定的棲息環(huán)境。附著生長(zhǎng)在陶粒表面的生物膜能吸收水中的有 機(jī)物、氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行新陳代謝，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。生物陶粒的過(guò)濾機(jī)理與普通快 濾池有所不同，過(guò)濾作用主要基于機(jī)械截留作用、微生物新陳代謝產(chǎn)生的黏性物質(zhì)起吸附 架橋作用和降低水中膠體顆粒的Zeta電位作用，使部分膠粒脫去形成較大顆粒而被去除。 在山西大同冊(cè)田水庫(kù)、滏陽(yáng)河、官?gòu)d水庫(kù)、紹興青甸湖等地對(duì)受污染的水源水的生物預(yù)處理 試驗(yàn)研究結(jié)果表明，采用生物陶粒預(yù)處理可有效去除濁度、細(xì)菌、大量溶解性有機(jī)物、氨氮、 色度等污染物質(zhì)，大大改善后續(xù)處理工藝對(duì)污染物的去除效果。在天津市自來(lái)水集團(tuán)有限 公司進(jìn)行的生物陶粒濾池處理水廠濾后水試驗(yàn)研究結(jié)果表明，生物陶粒濾池對(duì)濾后水中 CODMn的平均去除率為31. 0%，氨氮的平均去除率為67. 5%，對(duì)濁度也有很好的處理效果， 出水濁度均在0. 30 0. 40NTU范圍內(nèi)。生物陶粒表面形成的生物膜在水處理中起著重要作用，而目前對(duì)于生物膜的檢測(cè) 往往只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，而沒(méi)有明確的方法。本發(fā)明提供的生物膜形成和檢測(cè)方法，能在生 物陶粒表面較快的形成生物膜，并能及時(shí)檢測(cè)生物膜在陶粒表面的生長(zhǎng)的情況，有利于后 續(xù)共組的及時(shí)開展。該方法也可應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)材料中生物膜的研究。本發(fā)明在水處理技 術(shù)和生物醫(yī)學(xué)材料中有廣泛的用途。

發(fā)明內(nèi)容
為了改善目前生物陶粒表面掛膜效果不理想的狀況，本發(fā)明提供了一種新的生物 膜制備方法，同時(shí)還提供了一種可及時(shí)反映生物膜中的微生物生長(zhǎng)情況的檢測(cè)方法，提高 生物膜生長(zhǎng)的可控性，促進(jìn)生物陶粒在水處理領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。1、一種生物膜的制備檢測(cè)方法，包括下述步驟(1)載體清洗滅菌用清水沖洗載體(陶粒)，然后置于超聲波中清洗5-15min，在 121°C 滅菌 20-30min。
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(2)培養(yǎng)微生物在500mL的三角瓶中加入150_200mL的液體培養(yǎng)基，將對(duì)數(shù)期菌
種入到培養(yǎng)基中，在搖床中培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期中期。(3)陶粒掛膜在超凈臺(tái)上將100_150g清洗滅菌后的陶粒加入到裝有培養(yǎng)物的三 角瓶中，再將三角瓶放在搖床中，轉(zhuǎn)速調(diào)為80-100rmp培養(yǎng)。(4)生物膜檢測(cè)陶粒在培養(yǎng)基中培養(yǎng)4_6h后，開始進(jìn)行生物膜的定期檢測(cè)。檢 測(cè)方法是取6-8顆中等大小的陶粒放入無(wú)菌試管，加入lmL無(wú)菌水，將試管放在固定好速率 的漩渦儀上振蕩2-4min。用血球計(jì)數(shù)板對(duì)試管中的細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，做相應(yīng)曲線圖，當(dāng)試管中 細(xì)菌數(shù)目不增加或增長(zhǎng)幅度很小時(shí)，可認(rèn)為是生物膜達(dá)到最好的時(shí)期，即生物膜的培養(yǎng)穩(wěn) 定期。該取樣測(cè)試實(shí)驗(yàn)做三組重復(fù)，以確保其穩(wěn)定。2、陶粒生物膜的制備方法，其特征在于用超聲波清洗陶粒，清除陶粒所吸附的塵 土雜質(zhì)，減少對(duì)微生物生長(zhǎng)的干擾，同時(shí)增大陶粒的比表面積，便于更多的微生物進(jìn)行附著 生長(zhǎng)，提高微生物的生物量。3、陶粒生物膜的制備方法，其特征在于微生物培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期中期時(shí)，菌體生長(zhǎng)速 率快，生物活性很強(qiáng)，便于在陶粒上快速附著生長(zhǎng)。4、根據(jù)所述陶粒生物膜的制備方法，微生物培養(yǎng)時(shí)搖床轉(zhuǎn)速為160-180rmp，有利 于充足的溶氧供給，當(dāng)培養(yǎng)物中加入陶粒培養(yǎng)時(shí)，搖床的轉(zhuǎn)速降為80-100rmp，一方面時(shí)保 證溶氧，另一方面防止陶粒的振蕩的機(jī)械剪切力影響菌體的生長(zhǎng)。5、根據(jù)陶粒生物膜的檢測(cè)方法，其特征在于生物膜的檢測(cè)是實(shí)時(shí)監(jiān)控，在陶粒生 物膜培養(yǎng)過(guò)程中，取6-8顆(根據(jù)具體情況固定陶粒數(shù)目)中等大小的陶粒放入無(wú)菌試 管，加入lmL無(wú)菌水，將試管放在固定好速率的漩渦儀上振蕩2-4min(根據(jù)具體情況固定時(shí) 間)。用血球計(jì)數(shù)板對(duì)試管中的細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，在固定的了陶粒數(shù)目和旋渦儀振蕩的速率時(shí) 間后，對(duì)生物膜上的菌體數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)是一種及時(shí)又簡(jiǎn)便可靠的檢測(cè)方法。
具體實(shí)施例方式通過(guò)以下實(shí)例的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不 應(yīng)理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅局限于下述實(shí)例。凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù) 均屬于本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1(1)陶粒清洗滅菌用清水沖洗陶粒，除去灰塵雜質(zhì)，然后置于超聲波中清洗 lOmin，在 121°C滅菌 20min。(2)培養(yǎng)微生物在500mL的三角瓶中加入200mL的液體培養(yǎng)基，將培養(yǎng)到對(duì)數(shù)期 的菌株P(guān). aeruginosaEl接種到培養(yǎng)基中，在30°C、轉(zhuǎn)速180rpm的恒溫?fù)u床中振蕩培養(yǎng)，16h 左右菌株進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期中期，將三角瓶取出。(3)陶粒掛膜在超凈臺(tái)上將100g清洗滅菌后的陶粒加入(2)處理的三角瓶中， 再將三角瓶放回?fù)u床中，培養(yǎng)條件為30°C、轉(zhuǎn)速lOOrmp，讓菌體附著在陶粒上生長(zhǎng)。(4)生物膜檢測(cè)陶粒在培養(yǎng)基中培養(yǎng)6h后，每隔1小時(shí)從三角搖瓶中取6顆中 等大小的陶粒放入裝有l(wèi)mL無(wú)菌水的無(wú)菌試管中，將試管放在固定好速率的漩渦儀上振蕩 4min。用血球計(jì)數(shù)板對(duì)試管中的細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，做三個(gè)重復(fù)取樣實(shí)驗(yàn)。在加入陶粒培養(yǎng)10h 后，試管中的菌體數(shù)量維持在一個(gè)較高的水平不再提高，此時(shí)生物膜達(dá)到最好的時(shí)期，停止
4生物膜的培養(yǎng)，進(jìn)入后續(xù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)施例2(1)陶粒清洗滅菌用清水沖洗陶粒，去除灰塵雜質(zhì)，然后置于超聲波中清洗 lOmin，在 121°C滅菌 20min。(2)培養(yǎng)微生物在500mL的三角瓶中加入150_200mL的液體培養(yǎng)基，將培養(yǎng)到對(duì) 數(shù)期的硫酸鹽還原細(xì)菌K4接種到培養(yǎng)基中，在32°C、轉(zhuǎn)速180rpm的恒溫?fù)u床中振蕩培養(yǎng)， 18h左右菌株進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期中期，將三角搖瓶取出。(3)陶粒掛膜在超凈臺(tái)上將100g清洗滅菌后的陶粒加入⑵處理的三角差中， 再將三角瓶放回?fù)u床中，培養(yǎng)條件為32°C、轉(zhuǎn)速lOOrmp，讓菌體附著在陶粒上生長(zhǎng)。(4)生物膜檢測(cè)陶粒在培養(yǎng)基中培養(yǎng)8h后，每隔1小時(shí)從三角搖瓶中取6顆中 等大小的陶粒放入裝有l(wèi)mL無(wú)菌水的無(wú)菌試管中，將試管放在固定好速率的漩渦儀上振蕩 4min。用血球計(jì)數(shù)板對(duì)試管中的細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，做三個(gè)重復(fù)實(shí)驗(yàn)。在加入陶粒培養(yǎng)14h后， 試管中的菌體數(shù)量維持在一個(gè)較高的水平不再提高，此時(shí)生物膜達(dá)到最好的時(shí)期，停止生 物膜的培養(yǎng)，進(jìn)入后續(xù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)施例3(1)陶粒清洗滅菌用清水沖洗陶粒三次，去除灰塵雜質(zhì)，然后置于超聲波中清洗 lOmin，在 121°C滅菌 20min。(2)培養(yǎng)微生物在500mL的三角瓶中加入150_200mL的液體培養(yǎng)基，將培養(yǎng)到對(duì) 數(shù)期的菌株P(guān). aeruginosa D2接種到培養(yǎng)基中，在30°C、轉(zhuǎn)速180rpm的恒溫?fù)u床中振蕩培 養(yǎng)，16h左右菌株進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期中期，將三角搖瓶取出。(3)陶粒掛膜在超凈臺(tái)上將100g清洗滅菌后的陶粒加入⑵處理的三角瓶中， 再將三角瓶放回?fù)u床中，培養(yǎng)條件為30°C、轉(zhuǎn)速lOOrmp，讓菌體附著在陶粒上生長(zhǎng)。(4)生物膜檢測(cè)陶粒在培養(yǎng)基中培養(yǎng)8h后，每隔1小時(shí)從三角搖瓶中取6顆中 等大小的陶粒放入裝有l(wèi)mL無(wú)菌水的無(wú)菌試管中，將試管放在固定好速率的漩渦儀上振蕩 4min。用血球計(jì)數(shù)板對(duì)試管中的細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，做三個(gè)重復(fù)實(shí)驗(yàn)。在加入陶粒培養(yǎng)12h后， 試管中的菌體數(shù)量維持在一個(gè)較高的水平不再提高，此時(shí)生物膜達(dá)到最好的時(shí)期，停止生 物膜的培養(yǎng)，進(jìn)入后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求
一種生物膜的制備檢測(cè)方法，包括下述步驟(1)載體清洗滅菌用清水沖洗陶粒，然后置于超聲波中清洗5 15min，在121℃滅菌20 30min。(2)培養(yǎng)微生物在500mL的三角瓶中加入150 200mL的液體培養(yǎng)基，將對(duì)數(shù)期菌種入到培養(yǎng)基中，在搖床中培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期中期。(3)載體掛膜在超凈臺(tái)上將一定量的載體滅菌后加入到裝有培養(yǎng)物的三角瓶搖瓶中，再將三角瓶放在搖床中，轉(zhuǎn)速調(diào)為80 100rmp培養(yǎng)。(4)生物膜檢測(cè)載體在培養(yǎng)基中培養(yǎng)4 6h后，開始進(jìn)行生物膜的定期檢測(cè)。檢測(cè)方法是取一定的載體放入無(wú)菌試管，加入1mL無(wú)菌水，將試管放在固定好速率的漩渦儀上振蕩2 4min。用血球計(jì)數(shù)板對(duì)試管中的細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，做相應(yīng)曲線圖，當(dāng)試管中細(xì)菌數(shù)目不增加或增長(zhǎng)幅度很小時(shí)，可認(rèn)為是生物膜達(dá)到最好的時(shí)期，此時(shí)可停止生物膜的培養(yǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述塵物膜的制備方法，其特征在于用超聲波清洗載體，清除載體 所吸附的塵土雜質(zhì)，減少對(duì)微生物生長(zhǎng)的干擾，同時(shí)增大載體的比表面積，便于更多的微生 物進(jìn)行附著生長(zhǎng)，提高微生物的生物量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物膜的制備方法，其特征在于微生物培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期中期時(shí)， 菌體生長(zhǎng)速率快，活性很強(qiáng)，便于在載上快速生長(zhǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述載體生物膜的制備方法，其特征在于微生物培養(yǎng)時(shí)搖床轉(zhuǎn) 速為160-180rmp，有利于充足的溶氧供給，當(dāng)培養(yǎng)物中加入載體培養(yǎng)時(shí)，搖床的轉(zhuǎn)速降為 80-100rmp，一方面時(shí)保證溶氧，另一方面防止載體的振蕩的機(jī)械剪切力影響菌體的生長(zhǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物膜的檢測(cè)方法，其特征在于生物膜的檢測(cè)是實(shí)時(shí)監(jiān)控，在 生物膜培養(yǎng)過(guò)程中，取固定重量(或體積)的載體放入無(wú)菌試管，加入lmL無(wú)菌水，將試管 放在固定好速率的漩渦儀上振蕩2-4min (根據(jù)具體情況固定時(shí)間)。用血球計(jì)數(shù)板對(duì)試管 中的細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，在固定的了載體的量和旋渦儀振蕩的速率時(shí)間后，對(duì)生物膜上的菌體 數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)是一種及時(shí)又簡(jiǎn)便可靠的檢測(cè)方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物膜的制備檢測(cè)方法。經(jīng)過(guò)超聲波清洗載體、微生物培養(yǎng)、載體掛膜和生物膜檢測(cè)等步驟，在載體上能形成穩(wěn)定的微生物生物膜。采用超聲波清洗載體，能增大載體的比表面積，便于更多的微生物在其上進(jìn)行附著生長(zhǎng)，提高微生物的生物量。采用從微生物生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期的中期開始掛膜的方法，能縮短掛膜時(shí)間，有效提高掛膜效率。采用血球記數(shù)的方式能及時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)控生物膜上菌體的生長(zhǎng)情況。該生物膜制備檢測(cè)方法篩單快速，可廣泛應(yīng)用于環(huán)境水處理、生物醫(yī)學(xué)材料等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C02F3/10GK101974610SQ20101028036
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者劉學(xué)端, 曾曉希, 李文, 湯建新, 蔣佩 申請(qǐng)人:曾曉希