專利名稱：海水微生物絮凝劑的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及微生物絮凝劑的制備方法，特別是涉及利用產紫青霉制備海水微生物 絮凝劑的方法。
背景技術：
伴隨經濟發(fā)展，人口增加，人類對水資源的需求逐年增加。近年來，為緩解淡水資 源日益緊缺的局面，開發(fā)海水資源成為緩解水資源緊張的重要途徑，許多沿海城市開始推 行海水淡化與直接利用技術。海水淡化與直接利用的水源多為近岸海水，此處海水易受污 染，水中常含有大量懸浮物、膠體以及微生物，因此，海水淡化與直接利用首要解決的問題 是海水凈化問題。在海水凈化過程中，絮凝工序一般都難以省略，絮凝劑的使用十分必要。 隨著海水資源利用的推廣，海水用量將大幅度增加，高效無污染絮凝劑的研究和應用得到 更廣泛的關注。絮凝劑將液體中分散的顆粒凝聚，形成聚合物沉淀而分離出來，從而降低液體的 濁度和色度。目前常用的絮凝劑主要有無機絮凝劑、高分子絮凝劑和微生物絮凝劑等。無 機絮凝劑如硫酸鋁、堿式氯化鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵等，有機高分子絮凝劑如丙烯酰胺 的共聚物等。無機絮凝劑和有機高分子絮凝劑都會在應用過程中帶來一些問題。無機絮凝 劑的某些離子會影響人體的健康，如鋁離子，直接與老年癡呆癥的引發(fā)有關。有機高分子絮 凝劑如丙烯酰胺的共聚物，雖然本身沒有毒性，但是丙烯酰胺單體卻有極高的神經毒性，同 時，共聚物難以降解，給后續(xù)處理帶來困難。微生物絮凝劑是一類由微生物或其分泌物產 生的代謝產物，通過細菌、真菌等微生物發(fā)酵、提取、精制而獲得，可以使水中的固體懸浮顆 粒、菌體細胞及膠體粒子等凝聚、沉淀，是具有生物分解性和安全性的高效、無毒、無二次污 染的水處理劑，成為今后絮凝劑研究的趨勢。目前，針對淡水處理的微生物絮凝劑的應用研究取得進展，如日本學者倉根隆一 郎等人于1986年發(fā)現(xiàn)的紅平紅球菌(Rhodococcuserythropolis)，該菌制成的微生物絮凝 劑N0C-1對泥漿水、河水、粉煤灰水、活性碳粉水、膨脹污泥、紙漿廢水等均有極好的絮凝 和脫色效果。再如，已公開的中國專利“200610031485. 6利用豆渣生產微生物絮凝劑的生 產菌及其生產工藝”、中國專利“200810103128. 5—種利用發(fā)酵行業(yè)的副產物菌體制備微生 物絮凝劑的方法”都處于實驗研究階段。但是，目前還沒有專門用于海水處理的微生物絮凝 劑，因此，為更好地為海水淡化與直接利用服務，研究適用于海水絮凝處理的微生物絮凝劑 十分必要。

發(fā)明內容
針對目前沒有專門用于海水處理的微生物絮凝劑，本發(fā)明提供一種海水微生物絮 凝劑的制備方法，其目的在于利用從海岸灘涂淤泥中分離篩選出的產紫青霉真菌，通過發(fā) 酵培養(yǎng)、離心分離沉淀和冷凍真空干燥，制成具有高絮凝活力的專門用于海水處理的海水 微生物絮凝劑。
本發(fā)明所述海水微生物絮凝劑的制備方法所采用的生產菌為產紫青霉 EL-02 (Penicillium purpurogenum EL-02)，從海岸灘涂淤泥中采用稀釋平板法分離、高嶺 土法篩選而獲得。該微生物菌種已于2010年04月02日保藏于中國微生物菌種保藏管理 委員會普通微生物中心，保藏中心登記入冊編號為CGMCC No. 3710。保藏單位地址北京市 朝陽區(qū)北辰西路1號院3號。本發(fā)明所述海水微生物絮凝劑的制備方法的操作步驟包括發(fā)酵培養(yǎng)基制備、菌種 發(fā)酵培養(yǎng)和絮凝劑制備。用土豆汁為原料制備發(fā)酵培養(yǎng)基，將產紫青霉菌種接種于發(fā)酵培 養(yǎng)基搖床發(fā)酵培養(yǎng)，將發(fā)酵培養(yǎng)液經離心分離沉淀、冷凍真空干燥獲得海水微生物絮凝劑 成品。1、發(fā)酵培養(yǎng)基制備用土豆汁為原料制備發(fā)酵培養(yǎng)基。先取土豆塊加水煮沸1 2h，過濾制成土豆汁， 土豆汁加蔗糖后，高壓蒸汽滅菌，制成發(fā)酵培養(yǎng)基。土豆塊與用水的重量比為土豆塊水= 1 4 6，添加蔗糖與用水的重量比為蔗糖水=1 45 60，發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌溫度為 110 120°C，滅菌時間為20 30min。2、菌種發(fā)酵培養(yǎng)將產紫青霉EL-02菌種接種于所制備的發(fā)酵培養(yǎng)基，搖床培養(yǎng)獲得產紫青霉菌種 發(fā)酵培養(yǎng)液。培養(yǎng)條件為25 35°C，搖床轉速160 200rpm，培養(yǎng)2 5d。3、絮凝劑制備將獲得的產紫青霉菌種發(fā)酵培養(yǎng)液經離心分離沉淀、冷凍真空干燥獲得海水微生 物絮凝劑。先將產紫青霉菌種發(fā)酵培養(yǎng)液在溫度4 20°C、轉速8000 12000rpm條件下 高速離心分離3 lOmin，獲得發(fā)酵上清液；再將發(fā)酵上清液中加入1. 5 3倍體積無水 乙醇，0°C混勻靜置6 12h，然后將混勻靜置的發(fā)酵上清液在溫度4 8°C、轉速10000 12000rpm條件下高速離心分離5 lOmin，獲得沉淀物；最后將沉淀物在-45 -20°C和真 空度低于15pa的條件下進行冷凍真空干燥1 3d獲得粉末狀海水微生物絮凝劑成品。本發(fā)明利用產紫青霉制備的海水微生物絮凝劑用于海水凈化處理，具有絮凝效果 理想、工藝簡便和便于應用推廣等特點。
具體實施例方式以下通過實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步的描述。實施例1、制備發(fā)酵培養(yǎng)基取新鮮土豆，刮去表皮。稱取200g刮皮后土豆，切成直徑約0.5cm小塊。在燒杯 中加入IL蒸餾水，放入切好的土豆塊，加熱至煮沸。煮沸Ih后，停止加熱，待液體冷卻，使 用4層紗布過濾除去土豆塊，獲得土豆汁。在土豆汁中加入20g蔗糖，再加入適量蒸餾水補 足1L，在115°C溫度下滅菌20min，制得IL發(fā)酵培養(yǎng)基。實施例2、菌種的發(fā)酵培養(yǎng)將產紫青霉EL-02菌種接種于實施例1制備的發(fā)酵培養(yǎng)基中，使用HDL HZQ-QX全 溫振蕩搖床，在溫度30°C、轉速ISOrpm條件下，培養(yǎng)3d，獲得產紫青霉菌種發(fā)酵培養(yǎng)液。實施例3、制備海水微生物絮凝劑成品將實施例2制備的產紫青霉菌種發(fā)酵培養(yǎng)液使用Sigma 3K15臺式高速冷凍離心機離心分離，在溫度4°C、轉速12000rpm條件下高速離心分離5min。離心分離后，將離心管 中的IL發(fā)酵上清液傾倒于燒杯中并將燒杯置于冰浴中，向燒杯的液體中加入2L預冷的無 水乙醇，初時輕微攪拌，待混勻后再靜置6h。然后由高速冷凍離心機再離心分離，離心溫度 為4°C，轉速為12000rpm，離心時間為5min。離心分離后，收集離心管中的沉淀，使用博醫(yī)康 FD-1A-50冷凍真空干燥機，在溫度為_45°C、真空度13pa的條件下進行冷凍真空干燥2d， 獲得1. 128g粉末狀海水微生物絮凝劑成品。實施例4、絮凝活性檢測采集天津塘沽近岸污海水，對制成的海水微生物絮凝劑進行絮凝活性檢測。所采 海水的水質參數為濁度20. 5NTU, pH值8. 1。在150mL的燒杯中加入93mL所采海水、0. 4g高嶺土、5mL CaC12溶液(1% W/V)以 及2mL海水微生物絮凝劑溶液(0. 5mg/ml)，在TA6-2型程控混凝試驗攪拌儀上進行杯罐混 凝試驗，以200rpm快速攪拌2min，然后以60rpm慢速攪拌lOmin，再靜置15min后取上清液 進行水質分析。測定上清液在波長550nm處的吸光度(以A表示)，同時不加海水微生物絮凝劑 進行上述實驗，測定實驗對照的上清液在波長550nm處的吸光度(以B表示)。絮凝率= (B-A) /B X 100%。絮凝活性檢測結果絮凝率達83. 6%。
權利要求
1.一種海水微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于采用產紫青霉菌種發(fā)酵培養(yǎng)而 成，操作步驟包括發(fā)酵培養(yǎng)基制備、菌種發(fā)酵培養(yǎng)和絮凝劑制備；用土豆汁為原料制備發(fā)酵 培養(yǎng)基，將產紫青霉菌種接種于發(fā)酵培養(yǎng)基搖床發(fā)酵培養(yǎng)，再將發(fā)酵培養(yǎng)液離心分離沉淀、 冷凍真空干燥獲得海水微生物絮凝劑成品。
2.根據權利要求1所述的海水微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述產紫青霉 菌種為產紫青霉EL-02 (Penicillium purpurogenumEL-02)，從海岸灘涂淤泥中分離篩選而 獲得，己于2010年04月23日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保 藏中心登記入冊編號為CGMCC No. 3710。
3.根據權利要求1所述的海水微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng) 基制備步驟為，先取土豆塊加水煮沸1 2h，過濾制成土豆汁，土豆汁加蔗糖后，高壓蒸汽 滅菌，制成發(fā)酵培養(yǎng)基；土豆塊與發(fā)酵培養(yǎng)基用水的重量比為土豆塊水=1 4 6， 添加蔗糖與發(fā)酵培養(yǎng)基用水的重量比為蔗糖水=1 45 60，發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌溫度為 110 120°C，滅菌時間為20 30min。
4.根據權利要求1所述的海水微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述菌種發(fā)酵 培養(yǎng)步驟為，將產紫青霉EL-02菌種接種于發(fā)酵培養(yǎng)基，搖床培養(yǎng)獲得產紫青霉菌種發(fā)酵 培養(yǎng)液，培養(yǎng)條件為25 35°C，搖床轉速160 200rpm，培養(yǎng)2 5d。
5.根據權利要求1所述的海水微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述絮凝劑制 備的離心分離沉淀步驟為將產紫青霉菌種發(fā)酵培養(yǎng)液在4 20°C、轉速8000 12000rpm 條件下高速離心3 lOmin，獲得發(fā)酵上清液；再將發(fā)酵上清液中加入1. 5 3倍體積無水 乙醇，0°C沉淀6 12h，然后在4 8°C、轉速10000 12000rpm條件下高速離心5 IOmin 獲得沉淀物。
6.根據權利要求1所述的海水微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述絮凝劑制 備的冷凍真空干燥步驟為，將離心分離沉淀獲得的沉淀物在-45 -20°C的溫度和真空度 低于15pa的條件下進行冷凍，然后真空干燥獲得粉末狀海水微生物絮凝劑。
全文摘要
本發(fā)明公開一種海水微生物絮凝劑的制備方法，利用從海岸灘涂淤泥中分離篩選出的產紫青霉真菌，制成海水微生物絮凝劑。用土豆汁為原料制成發(fā)酵培養(yǎng)基，將產紫青霉EL-O2菌種接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中，在25～35℃、搖床轉速160～200rpm條件下進行培養(yǎng)，獲得發(fā)酵培養(yǎng)液；將發(fā)酵培養(yǎng)液在4℃～8℃、轉速8000rpm～12000rpm條件下，高速離心分離獲得發(fā)酵上清液；將發(fā)酵上清液經乙醇沉淀，在溫度4℃～8℃、轉速10000rpm～12000rpm條件下高速離心分離獲得沉淀物，再在-45℃～-20℃的溫度和真空度低于15pa的條件下將沉淀物進行冷凍真空干燥獲得海水微生物絮凝劑成品。本發(fā)明制備的具有高絮凝活力的專門用于海水處理的微生物絮凝劑，絮凝效果比較理想，工藝簡便，便于應用推廣。
文檔編號C12P1/02GK101993137SQ20101024714
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權日2010年8月6日
發(fā)明者張秀芝, 張雨山, 楊波, 王靜, 郝建安, 郭鴻博 申請人:國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所