一種磁性絮凝劑及其應(yīng)用方法

專利名稱：一種磁性絮凝劑及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種磁性絮凝劑及其應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
采用微生物液體發(fā)酵方法獲得大量石油烴降解菌是制備石油烴降解菌劑的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過提高發(fā)酵液菌體密度和提高其回收率可有效地獲得大量菌體，以便于后續(xù)的菌劑制備工作。通過優(yōu)化控制發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵條件可以有效地提高發(fā)酵液菌體密度。而提高發(fā)酵液菌體的回收率的方法較多，主要有:離心法、噴霧干燥法、板框壓濾法和絮凝法等。其中離心法、噴霧干燥法、板框壓濾法等方法投資大、設(shè)備要求高。而絮凝法操作較為簡單，對(duì)人員和設(shè)備要求低，因而在實(shí)際生產(chǎn)過程被廣泛使用。例如專利號(hào)為200910264752.8的中國專利公開了一種采用羧甲基纖維素鈉、陽離子聚丙烯酰胺和檸檬酸三銨濃縮發(fā)酵液菌體的方法；專利號(hào)為201080030690.5的中國專利公開了一種從發(fā)酵液絮凝細(xì)菌細(xì)胞獲得目標(biāo)蛋白的方法。然而傳統(tǒng)的絮凝技術(shù)仍需花費(fèi)一定的絮凝時(shí)間，從而大大限制了菌劑生產(chǎn)速度的提高。磁絮凝技術(shù)是近些年來發(fā)展起來的一種快速高效絮凝技術(shù)。在投加絮凝劑的同時(shí)投加部分磁粉，可大大強(qiáng)化絮凝效果，并明顯縮短絮凝時(shí)間，并且磁粉還可回收重復(fù)使用，極大地提高了絮凝效率。目前，磁絮凝技術(shù)在污水處理方面的研究應(yīng)用較多。例如:專利號(hào)為201210115965.6的中國專利公開了一種磁性粉末絮凝劑及其應(yīng)用方法。其使用的磁性粉末為以MFe3O4表示的尖晶石磁性粉末。專利號(hào)為200810236222.8的中國專利公開了一種由納米Al13和磁性載體SiO2/Y-Fe3O4-SiO2組成的復(fù)合順磁納米絮凝劑及其制備方法；專利號(hào)為2005100·21449.7的中國專利公開了一種磁絮凝分離廢水處理工藝方法，可使出水懸浮物< 20mg/L、油含量< 5mg/L。發(fā)酵液中的菌體以懸浮物的形式存在于發(fā)酵液中，與污水中的懸浮物較為類似。然而磁絮凝技術(shù)在提高發(fā)酵液菌體的回收率方面的研究罕見報(bào)道，因而該技術(shù)在這一領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種能夠快速有效地濃縮發(fā)酵液菌體的磁性絮凝劑及其應(yīng)用方法。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的一個(gè)技術(shù)方案是:一種磁性絮凝劑，由絮凝劑和磁種兩種成分組成，絮凝劑和磁種的重量配比為:1 100:1 5。絮凝劑和磁種的重量配比為:1 10:1 2。絮凝劑為聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的混合物，聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的重量配比為:1 100:1 100。絮凝劑為聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的混合物，聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的重量配比為:1 10:1 10。磁種是粒徑為IOOnm IOOum的Fe3O4磁性粉末。
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的另一個(gè)技術(shù)方案是:上述磁性絮凝劑的應(yīng)用方法，將所述磁性絮凝劑按照0.1% 0.5%的重量比例加入到富含石油烴降解菌菌體的發(fā)酵液中，攪拌均勻后在磁場中靜置，待固形物凝聚后，采用分離設(shè)備將富集石油烴降解菌菌體的絮凝體分離出來。將所述磁性絮凝劑按照0.2% 0.3%的重量比加入到富含石油烴降解菌菌體的發(fā)酵液中。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:以發(fā)酵工程學(xué)為理論依據(jù)，綜合磁分離科學(xué)、環(huán)境工程學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，針對(duì)傳統(tǒng)工藝中發(fā)酵液菌體的絮凝回收問題，采用含有Fe3O4的磁性絮凝劑回收發(fā)酵液菌體，具有絮凝回收速度快，磁性絮凝劑對(duì)微生物菌體活力影響小，磁性絮凝劑中的磁種可以反復(fù)回收使用的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一 步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，詳細(xì)說明如下:實(shí)施例1:一種磁性絮凝劑，由絮凝劑和磁種兩種成分組成，絮凝劑和磁種的重量配比為:1:I;其中，絮凝劑為高效絮凝劑，最好是聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的混合物，且聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的重量配比為:1:1 ;磁種是粒徑為IOOnm IOOum的Fe3O4磁性粉末。將上述磁性絮凝劑按照0.2%的重量比加入到富含石油烴降解菌Ornithinimicrobium kibberense W25的發(fā)酵液中，攪拌均勻后在磁場中靜置,待固形物凝聚后，采用分離設(shè)備將富集石油烴降解菌菌體的絮凝體分離出來。添加磁性絮凝劑處理中絮凝體最大沉降速率可達(dá)1.4mm/s, IOmin后絮凝體中菌體密度可達(dá)1.7X109cfu/ml,比未經(jīng)絮凝處理的發(fā)酵液提高4.6倍，比僅添加聚合硫酸鐵絮凝的傳統(tǒng)工藝提高4.2倍。實(shí)施例2:與實(shí)施例1的不同之處在于:磁性絮凝劑中絮凝劑和磁種的重量配比為:10:2 ；聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的重量配比為:10:1。將上述磁性絮凝劑按照0.3%的重量比加入到富含石油烴降解菌Ornithinimicrobium kibberense W25 的發(fā)酵液中。添加磁性絮凝劑處理中絮凝體最大沉降速率可達(dá)1.5mm/s, IOmin后絮凝體中菌體密度可達(dá)1.9 X 109CfU/ml，比未經(jīng)絮凝處理的發(fā)酵液提高5.1倍，比僅添加聚合硫酸鐵絮凝的傳統(tǒng)工藝提高4.9倍。除上述內(nèi)容外，本實(shí)施例的其余內(nèi)容均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3:與實(shí)施例1的不同之處在于:磁性絮凝劑中絮凝劑和磁種的重量配比為:100:5 ；聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的重量配比為:1:10o將上述磁性絮凝劑按照0.1%的重量比加入到富含石油烴降解菌Ornithinimicrobiumkibberense W25 的發(fā)酵液中。添加磁性絮凝劑處理中絮凝體最大沉降速率可達(dá)lmm/s，IOmin后絮凝體中菌體密度可達(dá)1.3X109cfu/ml,比未經(jīng)絮凝處理的發(fā)酵液提高3.4倍，比僅添加聚合硫酸鐵絮凝的傳統(tǒng)工藝提高3.2倍。除上述內(nèi)容外，本實(shí)施例的其余內(nèi)容均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4:與實(shí)施例1的不同之處在于:磁性絮凝劑中絮凝劑和磁種的重量配比為:30:1 ；聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的重量配比為:100:1。將上述磁性絮凝劑按照0.5%的重量比加入到富含石油烴降解菌Ornithinimicrobiumkibberense W25 的發(fā)酵液中。添加磁性絮凝劑處理中絮凝體最大沉降速率可達(dá)0.9mm/s, IOmin后絮凝體中菌體密度可達(dá)1.2X109cfu/ml,比未經(jīng)絮凝處理的發(fā)酵液提高3.1倍，比僅添加聚合硫酸鐵絮凝的傳統(tǒng)工藝提高3.0倍。除上述內(nèi)容外，本實(shí)施例的其余內(nèi)容均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5:與實(shí)施例1的不同之處在于:磁性絮凝劑中絮凝劑和磁種的重量配比為:50:3 ；聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的重量配比為:1:100。將上述磁性絮凝劑按照0.4%的重量比加入到富含石油烴降解菌Ornithinimicrobium kibberense W25 的發(fā)酵液中。添加磁性絮凝劑處理 中絮凝體最大沉降速率可達(dá)1.2mm/s, IOmin后絮凝體中菌體密度可達(dá)1.5X109cfu/ml,比未經(jīng)絮凝處理的發(fā)酵液提高3.9倍，比僅添加聚合硫酸鐵絮凝的傳統(tǒng)工藝提高3.7倍。除上述內(nèi)容外，本實(shí)施例的其余內(nèi)容均與實(shí)施例1相同。用富含石油烴降解菌Rhodococcus jialingiae W7菌種的發(fā)酵液代替上述實(shí)施例中富含石油烴降解菌Ornithinimicrobium kibberense W25菌種的發(fā)酵液,采用本發(fā)明提供的磁性絮凝劑回收石油烴降解菌的效果相近。
權(quán)利要求
1.一種磁性絮凝劑，其特征在于，由絮凝劑和磁種兩種成分組成，絮凝劑和磁種的重量配比為1 100 1 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁性絮凝劑，其特征在于，絮凝劑和磁種的重量配比為1 10 1 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁性絮凝劑，其特征在于，絮凝劑為聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的混合物，聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的重量配比為1 100 :1 100。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁性絮凝劑，其特征在于，絮凝劑為聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的混合物，聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的重量配比為1 10 :1 10。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁性絮凝劑，其特征在于，磁種是粒徑為IOOnm IOOum的Fe3O4磁性粉末。
6.如權(quán)利要求I所述的磁性絮凝劑的應(yīng)用方法，其特征在于，將所述磁性絮凝劑按照O. 1% O. 5%的重量比例加入到富含石油烴降解菌菌體的發(fā)酵液中，攪拌均勻后在磁場中靜置，待固形物凝聚后，采用分離設(shè)備將富集石油烴降解菌菌體的絮凝體分離出來。
7.如據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將所述磁性絮凝劑按照O.2% O. 3%的重量比加入到富含石油烴降解菌菌體的發(fā)酵液中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁性絮凝劑，由絮凝劑和磁種兩種成分組成，絮凝劑和磁種的重量配比為1～1001～5。本發(fā)明還公開了上述磁性絮凝劑的應(yīng)用方法，將所述磁性絮凝劑按照0.1%～0.5%的重量比例加入到富含石油烴降解菌菌體的發(fā)酵液中，攪拌均勻后在磁場中靜置，待固形物凝聚后，采用分離設(shè)備將富集石油烴降解菌菌體的絮凝體分離出來。本發(fā)明以發(fā)酵工程學(xué)為理論依據(jù)，綜合磁分離科學(xué)、環(huán)境工程學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，針對(duì)傳統(tǒng)工藝中發(fā)酵液菌體的絮凝回收問題，采用含有Fe3O4的磁性絮凝劑回收發(fā)酵液菌體，具有絮凝回收速度快，磁性絮凝劑對(duì)微生物菌體活力影響小，磁性絮凝劑中的磁種可以反復(fù)回收使用的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C12R1/01GK103255088SQ201310157038
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者王新新, 吳亮, 楊勇, 安偉, 牛志剛, 丁東華 申請(qǐng)人:中國海洋石油總公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司, 中海石油環(huán)保服務(wù)(天津)有限公司