專利名稱：固定化微生物制劑及采用該制劑處理肉制品加工廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及肉制品加工廢水處理工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種固定化微生物制劑及采用該制劑處理肉制品加工廢水的方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)肉制品的消費(fèi)量也日益增加，與此同時(shí)，肉制品加工行業(yè)也得到了較快發(fā)展。然而在肉制品加工行業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)，該行業(yè)的污染問題特別是水污染問題越來越引起人們的重視。與一般工業(yè)廢水和生活廢水相比，肉制品加工行業(yè)生產(chǎn)廢水具有污染物濃度高和單位產(chǎn)品廢水排放量大的特點(diǎn)，采用普通的廢水處理工藝通常難以取得理想的處理效果。如果不及時(shí)處理便會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，這不僅有害于人畜的健康，同時(shí)也會(huì)在肉制品生產(chǎn)過程中造成二次污染，影響產(chǎn)品的質(zhì)量
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種微生物種類較多、降解速度快、處理效率高的固定化微生物制劑及采用該制劑處理肉制品加工廢水的方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):固定化微生物制劑，它采用以下步驟制備:
51、菌種的發(fā)酵培養(yǎng)，將枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、硝化桿菌和亞硝化單胞菌，分別接種到富集培養(yǎng)基中，在28 32°C，150 170rpm條件下培養(yǎng)22 26h，以5000rpm的速度離心IOmin后得到各菌體的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞；
52、菌體的混合，將步驟SI中的細(xì)胞用磷酸鹽緩沖液洗滌2 3次后，按體積百分比計(jì)，分別取40 60%枯草芽孢桿菌，20 30%巨大芽孢桿菌，10 15%硝化桿菌，5 15%亞硝化桿菌混合，懸浮于生理鹽水中，得到菌體混合液；
53、PVA-海藻酸鈉的固定化，其包括以下子步驟:
531、PVA凝膠的制備，取PVA加入水中，在80°C條件下完全溶解，PVA與水的重量/體積比為1:9 11，冷卻后加入海藻酸鈉、二氧化硅和碳酸鈣并混合均勻，PVA:海藻酸鈉:二氧化硅:碳酸鈣的重量比為:10:2 4:4 6:0.3 0.5，得到PVA凝膠；
532、菌體吸附:在步驟S2中得到的菌體混合液中加入與混合液體積比為5%的活性炭，混合吸附；
533、固定化復(fù)合菌PVA-海藻酸鈉顆粒的制備:把上述制得的PVA凝膠和加入活性炭的菌體混合液混合均勻后，得到菌體-PVA-海藻酸鈉懸液，將菌體-PVA-海藻酸鈉懸液滴入低速而連續(xù)攪拌的含1.5 2.5%CaC12的硼酸溶液中，所述的硼酸溶液pH呈中性，在4 6°C固定化交聯(lián)22 26h后取出，用去離子水洗滌2 3次，冷凍干燥即得固定化微生物制劑。所述的富集培養(yǎng)基的配置方法為:在IL水中加入下述各成分并攪拌混勻，且各成分占水的重量比為:蛋白胨 1%，酵母粉 0.5%，NaCl 0.5%, KH2PO4 0.06%，MgSO4.H2O 0.03%,pH 7.0-7.2，然后在壓力為0.15Mpa，溫度為121°C的條件下滅菌20min，滅菌后培養(yǎng)基放入
無囷室冷卻待用。采用固定化微生物制劑處理肉制品加工廢水的方法，它包括以下操作:將固定化微生物制劑后按3 5% (W/V)的比例加入到肉制品加工廢水中，在28 32°C，160rpm的條件下處理24h。在加入固定化微生物制劑前，還包括將肉制品加工廢水的pH值調(diào)節(jié)至6.8 7.2的步驟。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明制備固定化微生物制劑的方法簡(jiǎn)便，將細(xì)胞與聚合物一起聚凝，細(xì)胞被包埋在形成的聚合物之中，細(xì)胞不易滲漏，穩(wěn)定性好；制備的固定化微生物制劑有較高的細(xì)胞容量，制劑中細(xì)胞含量可達(dá)50% 70%
利用固定化微生物處理肉制品加工廢水相比于物理和化學(xué)處理肉制品加工廢水的方法，具有處理效率高、穩(wěn) 定性強(qiáng)、反應(yīng)易于控制、菌種高純高效、污泥量少、固液分離效果好、喪失活性可恢復(fù)、經(jīng)濟(jì)性更好等優(yōu)點(diǎn)。利用本發(fā)明得到的固定化微生物中微生物種類較多，能夠降解廢水中的多種污染物，而且降解速度較快，能力強(qiáng)，處理效率高。利用本發(fā)明得到的固定化微生物具有菌種濃度高，具有適應(yīng)水質(zhì)和PH變化能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。利用本發(fā)明得到的固定化微生物用于處理肉制品加工廢水產(chǎn)生的污泥產(chǎn)量較少，產(chǎn)物分離容易，穩(wěn)定性好，工藝操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述:
實(shí)施例1:
固定化微生物制劑，它采用以下步驟制備:
51、菌種的發(fā)酵培養(yǎng)，將枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis ATCC 14579)、巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium ATCC 13578)、硝化桿菌(NitrobacterATCC 14123)和亞硝化單胞菌(Nitrosomonas europaea ATCC 25978),分別接種到富集培養(yǎng)基中，30°C, 160rpm條件下培養(yǎng)24h，以5000rpm的速度離心IOmin后得到各菌體的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞；
52、菌體的混合，將步驟SI中的細(xì)胞用磷酸鹽緩沖液洗滌2次后，按體積百分比計(jì)，分別取40%枯草芽孢桿菌，30%巨大芽孢桿菌，15%硝化桿菌，15%亞硝化桿菌混合，懸浮于生理鹽水中，得到菌體混合液；
53、PVA-海藻酸鈉的固定化，其包括以下子步驟:
531、PVA凝膠的制備，取PVA加入水中，在80°C條件下完全溶解，PVA與水的重量/體積比為1:10，冷卻后加入海藻酸鈉、二氧化硅和碳酸鈣并混合均勻，PVA:海藻酸鈉:二氧化娃:碳酸I丐的重量比為:10:3:5:0.4,得到PVA凝膠；
532、菌體吸附:在步驟S2中得到的菌體混合液中加入與混合液體積比為5%的活性炭，混合吸附；
S33、固定化復(fù)合菌PVA-海藻酸鈉顆粒的制備:把上述制得的PVA凝膠和加入活性炭的菌體混合液混合均勻后，得到菌體-PVA-海藻酸鈉懸液，以細(xì)塑膠管連接蠕動(dòng)泵和菌體-PVA-海藻酸鈉懸液，在蠕動(dòng)泵的輸送下，菌體-PVA-海藻酸鈉懸液經(jīng)直徑為1.5mm的細(xì)塑膠管滴入低速而連續(xù)攪拌的含2%CaCl2的硼酸溶液中，所述的硼酸溶液pH呈中性，在5°C固定化交聯(lián)24h后取出，用去離子水洗滌2次，冷凍干燥即得固定化微生物制劑。所述的富集培養(yǎng)基的配置方法為，在IL水中加入下述各成分并攪拌混勻，且各成分占水的重量比為:蛋白胨 1%，酵母粉 0.5%，NaCl 0.5%, KH2PO4 0.06%，MgSO4.H2O 0.03%,pH 7.0-7.2，然后在壓力為0.15Mpa，溫度為121°C的條件下滅菌20min，滅菌后培養(yǎng)基放入無囷室冷卻待用。采用固定化生物制劑處理肉制品加工廢水的方法，它包括以下操作:量取200mL廢水樣品于500mL的三角錐形瓶中，調(diào)節(jié)廢水pH值為7.0，將上述制得的固定化微生物制劑按3% (W/V)的比例加入到錐形瓶中，放入搖床在30°C，160r/min的條件下培養(yǎng)24h。所處理的肉制品加工廢水原水質(zhì)COD為2200mg/L，處理后水質(zhì)的COD為80mg/L。實(shí)施例2:
固定化微生物制劑，固定化微生物制劑，它采用以下步驟制備:
51、菌種的發(fā)酵培養(yǎng)，將枯草芽孢 桿菌(Bacillussubtilis ATCC 14579)、巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium ATCC 13578)、硝化桿菌(NitrobacterATCC 14123)和亞硝化單胞菌(Nitrosomonas europaea ATCC 25978),分別接種到富集培養(yǎng)基中，28°C, 170rpm條件下培養(yǎng)26h，以5000rpm的速度離心IOmin后得到各菌體的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞；
52、菌體的混合，將步驟SI中的細(xì)胞用磷酸鹽緩沖液洗滌3次后，按體積百分比計(jì)，分別取60%枯草芽孢桿菌，25%巨大芽孢桿菌，10%硝化桿菌，5%亞硝化桿菌混合，懸浮于生理鹽水中，得到菌體混合液；
53、PVA-海藻酸鈉的固定化，其包括以下子步驟:
531、PVA凝膠的制備，取PVA加入水中，在80°C條件下完全溶解，PVA與水的重量/體積比為1:9，冷卻后加入海藻酸鈉、二氧化硅和碳酸鈣并混合均勻，PVA:海藻酸鈉:二氧化硅:碳酸鈣的重量比為:10:2:4:0.3，得到PVA凝膠；
532、菌體吸附:在步驟S2中得到的菌體混合液中加入與混合液體積比為5%的活性炭，混合吸附；
533、固定化復(fù)合菌PVA-海藻酸鈉顆粒的制備:把上述制得的PVA凝膠和加入活性炭的菌體混合液混合均勻后，得到菌體-PVA-海藻酸鈉懸液，以細(xì)塑膠管連接蠕動(dòng)泵和菌體-PVA-海藻酸鈉懸液，在蠕動(dòng)泵的輸送下，菌體-PVA-海藻酸鈉懸液經(jīng)直徑為1.5mm的細(xì)塑膠管滴入低速而連續(xù)攪拌的含2.5%CaCl2的硼酸溶液中，所述的硼酸溶液pH呈中性，在4°C固定化交聯(lián)22h后取出，用去離子水洗滌3次，冷凍干燥即得固定化微生物制劑。所述的富集培養(yǎng)基的配置方法為，在IL水中加入下述各成分并攪拌混勻，且各成分占水的重量比為:蛋白胨 1%，酵母粉 0.5%，NaCl 0.5%, KH2PO4 0.06%，MgSO4.H2O 0.03%,pH 7.0-7.2，然后在壓力為0.15Mpa，溫度為121°C的條件下滅菌20min，滅菌后培養(yǎng)基放入無囷室冷卻待用。采用固定化生物制劑處理肉制品加工廢水的方法，它包括以下操作:量取200mL廢水樣品于500mL的三角錐形瓶中，調(diào)節(jié)廢水pH值為7.2，將上述制得的固定化微生物制劑按4% (W/V)的比例加入到錐形瓶中，放入搖床在32°C，160r/min的條件下培養(yǎng)24h。所處理的肉制品加工廢水原水質(zhì)COD為2350mg/L，處理后水質(zhì)的COD為85mg/L。實(shí)施例3:
固定化微生物制劑，固定化微生物制劑，它采用以下步驟制備:
51、菌種的發(fā)酵培養(yǎng)，將枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis ATCC 14579)、巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium ATCC 13578)、硝化桿菌(NitrobacterATCC 14123)和亞硝化單胞菌(Nitrosomonas europaea ATCC 25978),分別接種到富集培養(yǎng)基中，32°C, 150rpm條件下培養(yǎng)22h，以5000rpm的速度離心IOmin后得到各菌體的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞；
52、菌體的混合，將步驟SI中的細(xì)胞用磷酸鹽緩沖液洗滌2次后，按體積百分比計(jì)，分別取55%枯草芽孢桿菌，20%巨大芽孢桿菌，12%硝化桿菌，13%亞硝化桿菌混合，懸浮于生理鹽水中，得到菌體混合液；
53、PVA-海藻酸鈉的固定化，其包括以下子步驟:
531、PVA凝膠的制備，取PVA加入水中，在80°C條件下完全溶解，PVA與水的重量/體積比為1:11，冷卻后加入海藻酸鈉、二氧化硅和碳酸鈣并混合均勻，PVA:海藻酸鈉:二氧化娃:碳酸I丐的重量比為:10:4:6:0.5,得到PVA凝膠；
532、菌體吸附:在步驟S2中得到的菌體混合液中加入與混合液體積比為5%的活性炭，混合吸附；
533、固定化復(fù)合菌PVA-海藻酸鈉顆 粒的制備:把上述制得的PVA凝膠和加入活性炭的菌體混合液混合均勻后，得到菌體-PVA-海藻酸鈉懸液，以細(xì)塑膠管連接蠕動(dòng)泵和菌體-PVA-海藻酸鈉懸液，在蠕動(dòng)泵的輸送下，菌體-PVA-海藻酸鈉懸液經(jīng)直徑為1.5mm的細(xì)塑膠管滴入低速而連續(xù)攪拌的含1.5%CaCl2的硼酸溶液中，所述的硼酸溶液pH呈中性，在6°C固定化交聯(lián)26h后取出，用去離子水洗滌3次，冷凍干燥即得固定化微生物制劑。所述的富集培養(yǎng)基的配置方法為，在IL水中加入下述各成分并攪拌混勻，且各成分占水的重量比為:蛋白胨 1%，酵母粉 0.5%，NaCl 0.5%, KH2PO4 0.06%，MgSO4.H2O 0.03%,pH 7.0-7.2，然后在壓力為0.15Mpa，溫度為121°C的條件下滅菌20min，滅菌后培養(yǎng)基放入無囷室冷卻待用。采用固定化生物制劑處理肉制品加工廢水的方法，它包括以下操作:量取200mL廢水樣品于500mL的三角錐形瓶中，調(diào)節(jié)廢水pH值為7.0，將上述制得的固定化微生物制劑按5% (W/V)的比例加入到錐形瓶中，放入搖床在28°C，160r/min的條件下培養(yǎng)24h。所處理的肉制品加工廢水原水質(zhì)COD為2100mg/L，處理后水質(zhì)的COD為75mg/L。
權(quán)利要求
1.固定化微生物制劑，其特征在于:它采用以下步驟制備: 51、菌種的發(fā)酵培養(yǎng)，將枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、硝化桿菌和亞硝化單胞菌，分別接種到富集培養(yǎng)基中，在28 32°C，150 170rpm條件下培養(yǎng)22 26h，以5000rpm的速度離心IOmin后得到各菌體的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞； 52、菌體的混合，將步驟SI中的細(xì)胞用磷酸鹽緩沖液洗滌2 3次后，按體積百分比計(jì)，分別取40 60%枯草芽孢桿菌，20 30%巨大芽孢桿菌，10 15%硝化桿菌，5 15%亞硝化桿菌混合，懸浮于生理鹽水中，得到菌體混合液； 53、PVA-海藻酸鈉的固定化，其包括以下子步驟: 531、PVA凝膠的制備，取PVA加入水中，在80°C條件下完全溶解，PVA與水的重量/體積比為1:9 11，冷卻后加入海藻酸鈉、二氧化硅和碳酸鈣并混合均勻，PVA:海藻酸鈉:二氧化硅:碳酸鈣的重量比為:10:2 4:4 6:0.3 0.5，得到PVA凝膠； 532、菌體吸附:在步驟S2中得到的菌體混合液中加入5%的活性炭，混合吸附后； 533、固定化復(fù)合菌PVA-海藻酸鈉顆粒的制備:把上述制得的PVA凝膠和加入活性炭的菌體混合液按1: 4的比例混合均勻后，得到菌體-PVA-海藻酸鈉懸液，將菌體-PVA-海藻酸鈉懸液滴入低速而連續(xù)攪拌的含1.5 2.5%CaCl2的硼酸溶液中，所述的硼酸溶液pH呈中性，在4 6°C固定化交聯(lián)22 26h后取出，用去離子水洗滌2 3次，冷凍干燥即得固定化微生物制劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定化微生物制劑，其特征在于:所述的富集培養(yǎng)基的配置方法為:在IL水中加入下述各成分并攪拌混勻，且各成分占水的重量比為:蛋白胨1%，酵母粉 0.5%, NaCl 0.5%, KH2PO4 0.06%, MgSO4.H2O 0.03%, pH 7.0-7.2，然后在壓力為0.15Mpa，溫度為121° C的條件下滅菌20min，滅菌后培養(yǎng)基放入無菌室冷卻待用。
3.采用如權(quán)利要求1所述的固定化微生物制劑處理肉制品加工廢水的方法，其特征在于:它包括以下操作:將固定化微生物制劑后按3 5% (W/V)的比例加入到肉制品加工廢水中，在28 32°C，160rpm的條件下處理24h。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理肉制品加工廢水的方法，其特征在于:在加入固定化微生物制劑前，還包括將肉制品加工廢水的PH值調(diào)節(jié)至6.8 7.2的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了固定化微生物制劑，它采用以下步驟制備S1、菌種的發(fā)酵培養(yǎng)，將枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、硝化桿菌和亞硝化單胞菌，分別接種到富集培養(yǎng)基中培養(yǎng)；S2、菌體的混合，得到菌體混合液；S3、PVA-海藻酸鈉的固定化，將PVA凝膠和菌體混合液混合均勻后，滴入低速而連續(xù)攪拌的含CaCl2的硼酸溶液中，固定化交聯(lián)后取出，用去離子水洗滌，冷凍干燥即得固定化微生物制劑；還公開了采用固定化生物制劑處理肉制品加工廢水的方法。本發(fā)明的有益效果是微生物種類多，能夠降解廢水中的多種污染物，且降解速度較快，能力強(qiáng)；具有適應(yīng)水質(zhì)和pH變化能力；污泥產(chǎn)量較少，產(chǎn)物分離容易，穩(wěn)定性好，工藝操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低。
文檔編號(hào)C02F3/34GK103205412SQ201310144749
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者李明元, 龍吉海, 馬力, 向文良, 饒瑜, 張慶, 常偉, 周巍熹, 張友華, 胡懷容, 唐萍, 鮮欣言 申請(qǐng)人:西華大學(xué)