提高复合菌在载体表面附着生物量的分层顺序固定化法[0002]目前，饮用水固定化生物活性炭工艺中，微生物在活性炭上的固定方法主要是通过简单的将不同菌属的微生物混合，扩大培养后，循环注入活性炭柱内，并通过物理吸附将微生物附着于活性炭表面。这种方法没有考虑不同菌属在活性炭表面对生存空间的竞争，以及微生物活性与活性炭吸附性能的关系，还有环境温度、PH值、溶解氧、循环方式等条件对微生物在活性炭表面固定的生物量的影响，因此，固定后的活性炭上生物量较少，且生物活性较低，直接影响固定化生物活性炭工艺的启动运行效果和复合菌群的长期生物稳定性。
[0003]为了解决上述技术问题本发明提供一种提高复合菌在载体表面附着生物量的分层顺序固定化法，目的是可以高效地、快速地将不同菌属的复合菌群最大量、高活性的固定在活性炭上。[0004]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是:提高复合菌在载体表面附着生物量的分层顺序固定化法，将活性炭柱分为三层，按照三种菌属在活性炭上吸附性能的强弱和对氧的需求，将三种菌属分别固定在活性炭下、中、上三层；将扩大培养后的菌群通过蠕动泵打入密封的活性炭柱内，利用重力使菌液自上而下经过活性炭柱，出水再流回菌液瓶，固定为先从下层固定，下层菌 属固定为芽孢杆菌(10ncuf/L);然后对中层进行固定，中层菌属固定顺序为短杆菌(10ncuf/L)—芽孢杆菌(109cuf/L);最后进行上层固定，上层菌属固定顺序为假单胞菌(10ncuf/L)—短杆菌(109cuf/L)—芽孢杆菌(107cuf/L);每种菌属固定的循环流速为2L/h，循环方式采用间歇式。[0005]间歇式的循环为每循环5小时，停止I小时。[0006]固定过程中，通过控制菌液温度、pH值、曝气溶解氧含量来提高菌种在活性炭表面的固定生物量；短杆菌固定化条件为:温度为10°c，pH值为4，溶解氧为10mg/L ;芽孢杆菌固定化条件为:温度为13°C，pH值为5，溶解氧为10mg/L ;假单胞菌固定化条件为:温度为8°C，pH值为4，溶解氧为12mg/L。[0007]下层菌属芽孢杆菌(10ncuf/L)固定时间为24h ;中层菌属短杆菌(10ncuf/L)固定时间为24h，芽孢杆菌(109cuf/L)固定时间12h ;上层菌属假单胞菌(10ncuf/L)固定时间为24h,短杆菌(109cuf/L)固定时间为12h,芽孢杆菌(107cuf/L)固定时间6h。
[0008]培养后的菌群三种菌属单位体积内菌数比为假单胞菌为40%、芽孢杆菌为30%、短杆菌为30%。[0009]活性炭为颗粒活性炭(Φ 1.5mm)，活性炭的各项指标为亚甲兰值285mg/g，碘值1021mg/g，强度 71%，灰份 19.12%，比表面积(N2 吸附)1219m2/g。
[0010]本发明的优点效果:采用分层顺序固定法，操作方法简单，微生物在活性炭表面上固定的菌量多，菌种活性高，且不同菌属在活性炭层的分区可以提高生物降解作用和氧的利用率，并可缩短固定化生物活性炭工艺的启动期。



[0011]图1是本发明的流程图。
[0012]图2是本发明的固定流程框图。
[0013]图中:1、蠕动泵；2、活性炭柱；3、菌液瓶；4、空气压缩机。

[0014]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0015]如图所示本发明提高复合菌在载体表面附着生物量的分层顺序固定化法，其特征在于将活性炭柱分为三层，按照三种菌属在活性炭上吸附性能的强弱和对氧的需求，将三种菌属分别固定在活性炭下、中、上三层；将扩大培养后的菌群通过蠕动泵I打入密封的活性炭柱2内，利用重力使菌液自上而下经过活性炭柱，出水再流回菌液瓶3，固定为先从下层固定，下层菌属固定为芽孢杆菌(10ncuf/L);然后对中层进行固定，中层菌属固定顺序为短杆菌(10ncuf/L)—芽孢杆菌(109cuf/L);最后进行上层固定，上层菌属固定顺序为假单胞菌(10ncuf/L)—短杆菌(109cuf/L)—芽孢杆菌(107cuf/L);每种菌属固定的循环流速为2L/h,循环方式采用间歇式，间歇式的循环`为每循环5小时，停止I小时。
[0016]固定过程中，通过控制菌液温度、pH值、曝气溶解氧含量来提高菌种在活性炭表面的固定生物量；短杆菌固定化条件为:温度为10°c，pH值为4，溶解氧为10mg/L ;芽孢杆菌固定化条件为:温度为13°C，pH值为5，溶解氧为10mg/L ;假单胞菌固定化条件为:温度为8°C，pH值为4，溶解氧为12mg/L。
[0017]下层菌属芽孢杆菌(10ncuf/L)固定时间为24h ;中层菌属短杆菌(10ncuf/L)固定时间为24h，芽孢杆菌(109cuf/L)固定时间12h ;上层菌属假单胞菌(10ncuf/L)固定时间为24h,短杆菌(109cuf/L)固定时间为12h,芽孢杆菌(107cuf/L)固定时间6h。
[0018]培养后的菌群三种菌属单位体积内菌数比为假单胞菌为40%、芽孢杆菌为30%、短杆菌为30%。
[0019]活性炭为颗粒活性炭(Φ 1.5mm)，活性炭的各项指标为亚甲兰值285mg/g，碘值1021mg/g，强度 71%，灰份 19.12%，比表面积(N2 吸附)1219m2/g。
[0020]固定化菌液的制备:利用浓度梯度强化培养基对三种有机物降解菌群进行反复生物活性强化后，将三种菌属微生物分别在优化培养条件下进行扩大培养，所得到的菌群脱氢酶生物活性高。同时，利用空气压缩机4向菌液瓶3中进行曝气，以确保菌液中的溶解氧含量，PH值调节采用IN的HC1，温度由室内温度控制器来调节。
[0021]本发明采用菌种分层顺序固定方式，是根据菌属在活性炭上吸附性能的强弱和对氧的需求而确定固定化顺序和在活性炭层上的分布；并且利用在特定温度、pH值、氧含量的条件下使菌种达到最大生物活性从而易于吸附在活性炭表面；采用间歇循环固定方式，是使固定在活性炭上的菌种有一 定的接触和停留时间。