專利名稱:磁性光合細菌及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境保護等領(lǐng)域的一種光合細菌及其固定化工藝， 尤其涉及一種磁性光合細菌及其制備方法。
背景技術(shù)：
光合細菌(Photosynthetic Bacteria)是益生菌，自身無毒無害，且富含B族維生素和輔酶Q等生理活性物質(zhì)，可作為魚蝦等的營養(yǎng)成分。它是一大類能進行不產(chǎn)氧光合作用的細菌，在分類上屬于細菌門，真細菌綱，紅螺菌目，根據(jù)《伯杰氏細菌鑒定手冊》(第九版)可分為6個類群，27個屬。6個類群即為著色菌科、外硫紅螺菌科、紫色非硫菌科、綠硫細菌、多細胞綠絲菌、鹽桿菌等。
光合細菌以含碳的有機小分子、氨氮以及磷酸鹽等物質(zhì)為食物，因而在水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)中能降低水體的化學(xué)耗氧量(COD)、降低水體氨氮的含量，凈化水質(zhì)，提高水生生物的品質(zhì)。在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中，它能以游離的形態(tài)凈化水質(zhì)，但是這種游離態(tài)在流水條件下易被水流沖走，在靜水條件下易被其他生物攝食，而且由于光合細菌菌體小無法自然沉降而限制了其處理水體底層和下層有機物的能力。為了克服游離態(tài)光合細菌的這些缺陷，人們發(fā)展出了以海藻酸鈉為固化劑固定光合細菌的工藝(“光合細菌固定化及對養(yǎng)殖水凈化的研究”，《微生物學(xué)雜志》，2005，25(3)，50-53)和以聚乙烯醇-海藻酸鈉為固化劑，并加入SW2 載體固定光合細菌的工藝(“光合細菌固定化及其處理黃泔水的研究”，《揚州大學(xué)學(xué)報(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版)》，2005，26 (3)，91-94)，這些方法解決了光合細菌容易流失的問題。但是海藻酸鈉比重低，不易沉降，為此，專利公開號為CN 1810966A發(fā)明專利提出了在海藻酸鈉固化劑中加入沸石粉的技術(shù)方案。然則，由于在水產(chǎn)品的養(yǎng)殖過程中，魚蝦的排泄物以及剩余的餌料會沉降在池底形成殘渣和污泥，而采用上述海藻酸鈉+SW2或海藻酸鈉+沸石粉固定的光合細菌容易與水池中的這些污泥與殘渣相混合，從而給分離和重復(fù)利用光合細菌造成困難，再者，這些固化光合細菌的降解效率較之游離態(tài)光合細菌也有顯著的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種磁性光合細菌及其制備方法，其通過在固化的光合細菌中加入磁性材料，使光合細菌可以方便、快捷地與養(yǎng)殖水池中的污泥相分離，易于回收， 可有效降低原料成本，提高光合細菌的利用率，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
一種磁性光合細菌，其特征在于，所述磁性光合細菌包括如下組分磁性材料、海藻酸鈣交聯(lián)劑以及光合細菌。
進一步地講，所述磁性材料為Fi5304、NiFi5204、MnFi5204和Coi^e2O4中的任意一種或兩種以上的組合。
一種磁性光合細菌的制備方法，其特征在于，該方法為
向1. 5-4. Owt %的海藻酸鈉溶液中加入磁性粉體材料混合均勻，至磁性粉體材料的濃度為1X10_2 8X10_2g/L，而后加入光合細菌混合均勻，至形成的混合體系中所含光合細菌的濃度為5. OX IO8-L IX IO9個/ml，將該混合體系制粒后置于濃度為2_5wt %的 CaCl2溶液中于4°C以下交聯(lián)12-3 ，然后將顆粒取出，以水清洗后制得目標(biāo)產(chǎn)品。
所述磁性粉體材料為狗304、NiFe2O4^ MnFe2O4和Coi^e2O4中的任意一種或兩種以上的組合。所述磁性粉體材料的粒徑在納米級至微米級。
所述磁性光合細菌為球形顆粒，其粒徑在2-6mm。
該磁性光合細菌可在30士2°C、3000-40001x的光照條件下有效降解氨氮。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于通過將磁性材料加入到固定化的光合細菌中，使沉入水底的磁性光合細菌可在外加磁場的作用下容易分離，從而可以方便快捷地回收利用，且不易流失，提高了作用效率以及原料菌的利用率，另外，本發(fā)明制備的磁性光合細菌對氨氮的降解速率與游離態(tài)的光合細菌降解速率幾乎相同，不因磁性材料的加入而導(dǎo)致光合細菌失活。
具體實施方式
實施例1該磁性光合細菌的制備方法如下
(1)磁性材料的準(zhǔn)備直接采用市售的或者合成的狗304、NiFe2O4, MnFe2O4或者 Coi^e2O4 粉末。
(2)磁性固定化光合細菌的準(zhǔn)備將0. 5g磁性材料加入到50mL、3. 2%的海藻酸鈉溶液中，混合拌勻，再加入50mL、2. 23 X IO9個/毫升的光合細菌菌液，緩慢攪勻以防止產(chǎn)生氣泡(如果產(chǎn)生了氣泡，可用超聲波清洗器驅(qū)除氣泡)待溶液均勻后，用一次性醫(yī)用注射器吸取，均勻地滴入到5%的CaCl2溶液中。此時海藻酸鈉與Ca2+離子交聯(lián)成平均直徑為3mm 的磁性固定化小球，然后置于4°C下交聯(lián)12h，再將小球顆粒取出，用去離子水漂洗后備用。
(3)產(chǎn)品保藏常溫保藏
(4)氨氮污水的配置(NH4)2SO4O. 472g · Λ K2HPO4O. 2g · Λ CH3C00Na4g/L， NaHC032g/L, NaCl lg/L，MgSO4O. 2g/L，其中氨氮的濃度為 100mg/L。
(5)磁性光合細菌降解氨氮將制得的磁性小球放入到200mL的模擬污水中，在 30士2°C，3000-40001x光照條件下降解氨氮。96小時后氨氮的降解率為91%。
實施例2該磁性光合細菌的制備方法如下
(1)磁性材料的準(zhǔn)備直接采用市售的或者合成的F%04、NiFe2O4, MnFe2O4或者 Coi^e2O4 粉末。
(2)磁性固定化光合細菌的準(zhǔn)備將1. Og磁性材料加入到50mL、3. 2%的海藻酸鈉溶液中，混合拌勻，再加入50mL、2. 23 X IO9個/毫升的光合細菌菌液，緩慢攪勻以防止產(chǎn)生氣泡(如果產(chǎn)生了氣泡，可用超聲波清洗器驅(qū)除氣泡)待溶液均勻后，用一次性醫(yī)用注射器吸取，均勻地滴入到5%的CaCl2溶液中。此時海藻酸鈉與Ca2+離子交聯(lián)成平均直徑為3mm 的磁性固定化小球，然后置于4°C下交聯(lián)12h，再將小球顆粒取出，用去離子水漂洗后備用
(3)產(chǎn)品保藏常溫保藏
(4)氨氮污水的配置(NH4)2SO4O. 472g · Λ K2HPO4O. 2g · Λ CH3C00Na4g/L， NaHC032g/L, NaCl lg/L, MgSO4O. 2g/L，其中氨氮的濃度為 100mg/L。
(5)磁性光合細菌降解氨氮將制得的磁性小球放入到200mL的模擬污水中，在30 士 2°C，3000-4000Ix光照條件下降解氨氮。96小時后氨氮的降解率為83. 3%。
實施例3該磁性光合細菌的制備方法如下
(1)磁性材料的準(zhǔn)備直接采用市售的或者合成的狗304、NiFe2O4, MnFe2O4或者 Coi^e2O4 粉末。
(2)磁性固定化光合細菌的準(zhǔn)備將2. Og磁性材料加入到50mL、3. 2%的海藻酸鈉溶液中，混合拌勻，再加入50mL、2. 23 X IO9個/毫升的光合細菌菌液，緩慢攪勻以防止產(chǎn)生氣泡(如果產(chǎn)生了氣泡，可用超聲波清洗器驅(qū)除氣泡)待溶液均勻后，用一次性醫(yī)用注射器吸取，均勻地滴入到5%的CaCl2溶液中。此時海藻酸鈉與Ca2+離子交聯(lián)成平均直徑為3mm 的磁性固定化小球，然后置于4°C下交聯(lián)12h，再將小球顆粒取出，用去離子水漂洗后備用。
(3)產(chǎn)品保藏常溫保藏
(4)氨氮污水的配置(NH4)2SO4O. 472g · Λ K2HPO4O. 2g · Λ CH3C00Na4g/L， NaHC032g/L, NaCl lg/L，MgSO4O. 2g/L，其中氨氮的濃度為 100mg/L。
(5)磁性光合細菌降解氨氮將制得的磁性小球放入到200mL的模擬污水中，在 30士2°C，3000-40001x光照條件下降解氨氮。96小時后氨氮的降解率為72%。
實施例4該磁性光合細菌的制備方法如下
(1)磁性材料的準(zhǔn)備直接采用市售的或者合成的狗304、NiFe2O4, MnFe2O4或者 Coi^e2O4 粉末。
(2)磁性固定化光合細菌的準(zhǔn)備將3. Og磁性材料加入到50mL、3. 2%的海藻酸鈉溶液中，混合拌勻，再加入50mL、2. 23 X IO9個/毫升的光合細菌菌液，緩慢攪勻以防止產(chǎn)生氣泡(如果產(chǎn)生了氣泡，可用超聲波清洗器驅(qū)除氣泡)待溶液均勻后，用一次性醫(yī)用注射器吸取，均勻地滴入到5%的CaCl2溶液中。此時海藻酸鈉與Ca2+離子交聯(lián)成平均直徑為3mm 的磁性固定化小球，然后置于4°C下交聯(lián)12h，再將小球顆粒取出，用去離子水漂洗后備用。
(3)產(chǎn)品保藏常溫保藏
(4)氨氮污水的配置(NH4)2SO4O. 472g · Λ K2HPO4O. 2g · Λ CH3C00Na4g/L， NaHC032g/L, NaCl lg/L, MgSO4O. 2g/L，其中氨氮的濃度為 100mg/L。
(5)磁性光合細菌降解氨氮將制得的磁性小球放入到200mL的模擬污水中，在 30士2°C，3000-40001x光照條件下降解氨氮。96小時后氨氮的降解率為80%。
實施例5該磁性光合細菌的制備方法如下
(1)磁性材料的準(zhǔn)備直接采用市售的或者合成的狗304、NiFe2O4, MnFe2O4或者 Coi^e2O4 粉末。
(2)磁性固定化光合細菌的準(zhǔn)備將4. Og磁性材料加入到50mL、3. 2%的海藻酸鈉溶液中，混合拌勻，再加入50mL、2. 23 X IO9個/毫升的光合細菌菌液，緩慢攪勻以防止產(chǎn)生氣泡(如果產(chǎn)生了氣泡，可用超聲波清洗器驅(qū)除氣泡)待溶液均勻后，用一次性醫(yī)用注射器吸取，均勻地滴入到5%的CaCl2溶液中。此時海藻酸鈉與Ca2+離子交聯(lián)成平均直徑為3mm 的磁性固定化小球，然后置于4°C下交聯(lián)12h，再將小球顆粒取出，用去離子水漂洗后備用。
(3)產(chǎn)品保藏常溫保藏
(4)氨氮污水的配置(NH4)2SO4O. 472g · Λ K2HPO4O. 2g · Λ CH3C00Na4g/L， NaHC032g/L, NaCl lg/L, MgSO4O. 2g/L，其中氨氮的濃度為 100mg/L。
(5)磁性光合細菌降解氨氮將制得的磁性小球放入到200mL的模擬污水中，在30士2°C，3000-40001x光照條件下降解氨氮。96小時后氨氮的降解率為78%。 以上說明所示的較佳實施例，不可解析為限定本發(fā)明的設(shè)計思想。在本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域：
里持有相同知識者可以將本發(fā)明的技術(shù)性思想以多樣的形態(tài)改良變更，這樣的改良及變更應(yīng)理解為屬于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁性光合細菌，其特征在于，所述磁性光合細菌包括如下組分磁性材料、海藻酸鈣交聯(lián)劑以及光合細菌。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的磁性光合細菌，其特征在于，所述磁性材料為i^304、NiFe204、 MnFe2O4和Coi^e2O4中的任意一種或兩種以上的組合。
3.—種磁性光合細菌的制備方法，其特征在于，該方法為向1. 5-4. 的海藻酸鈉溶液中加入磁性粉體材料混合均勻，至磁性粉體材料的濃度為1X10_2 8X10_2g/L，而后加入光合細菌混合均勻，至形成的混合體系中所含光合細菌的濃度為5. OX IO8-L IX IO9個/ml，將該混合體系制粒后置于濃度為2-5wt%的&(12溶液中于4°C以下交聯(lián)12-3 ，然后將顆粒取出，以水清洗后制得目標(biāo)產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的種磁性光合細菌的制備方法，其特征在于，所述磁性粉體材料為狗304、NiFe2O4^MnFe2O4和Coi^e2O4中的任意一種或兩種以上的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的種磁性光合細菌的制備方法，其特征在于，所述磁性光合細菌為球形顆粒，其粒徑在2-6mm。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種磁性光合細菌及其制備方法。該磁性光合細菌包括如下組分磁性材料、海藻酸鈣交聯(lián)劑以及光合細菌。該方法為向海藻酸鈉溶液中加入磁性材料混合均勻，而后加入光合細菌混合均勻，將該混合體系制粒后置于CaCl2溶液中交聯(lián)反應(yīng)，然后將顆粒取出，以水清洗后制得目標(biāo)產(chǎn)品。本發(fā)明的磁性光合細菌可在外加磁場的作用下容易分離，從而可以方便快捷地回收利用，且不易流失，提高了作用效率以及原料菌的利用率，另外，本發(fā)明的磁性光合細菌對氨氮的降解速率與游離態(tài)的光合細菌降解速率幾乎相同。
文檔編號C12R1/01GKCN102174500SQ201110025940
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月25日
發(fā)明者劉守清, 張娟, 胡豐田 申請人:蘇州科技學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan