专利名称：一种磁性絮凝剂及其应用方法
技术领域：
本发明属于微生物发酵技术领域，特别是涉及一种磁性絮凝剂及其应用方法。
背景技术：
采用微生物液体发酵方法获得大量石油烃降解菌是制备石油烃降解菌剂的关键技术之一。通过提高发酵液菌体密度和提高其回收率可有效地获得大量菌体，以便于后续的菌剂制备工作。通过优化控制发酵培养基和发酵条件可以有效地提高发酵液菌体密度。而提高发酵液菌体的回收率的方法较多，主要有:离心法、喷雾干燥法、板框压滤法和絮凝法等。其中离心法、喷雾干燥法、板框压滤法等方法投资大、设备要求高。而絮凝法操作较为简单，对人员和设备要求低，因而在实际生产过程被广泛使用。例如专利号为200910264752.8的中国专利公开了一种采用羧甲基纤维素钠、阳离子聚丙烯酰胺和柠檬酸三铵浓缩发酵液菌体的方法；专利号为201080030690.5的中国专利公开了一种从发酵液絮凝细菌细胞获得目标蛋白的方法。然而传统的絮凝技术仍需花费一定的絮凝时间，从而大大限制了菌剂生产速度的提高。磁絮凝技术是近些年来发展起来的一种快速高效絮凝技术。在投加絮凝剂的同时投加部分磁粉，可大大强化絮凝效果，并明显缩短絮凝时间，并且磁粉还可回收重复使用，极大地提高了絮凝效率。目前，磁絮凝技术在污水处理方面的研究应用较多。例如:专利号为201210115965.6的中国专利公开了一种磁性粉末絮凝剂及其应用方法。其使用的磁性粉末为以MFe3O4表示的尖晶石磁性粉末。专利号为200810236222.8的中国专利公开了一种由纳米Al13和磁性载体SiO2/Y-Fe3O4-SiO2组成的复合顺磁纳米絮凝剂及其制备方法；专利号为2005100·21449.7的中国专利公开了一种磁絮凝分离废水处理工艺方法，可使出水悬浮物< 20mg/L、油含量< 5mg/L。发酵液中的菌体以悬浮物的形式存在于发酵液中，与污水中的悬浮物较为类似。然而磁絮凝技术在提高发酵液菌体的回收率方面的研究罕见报道，因而该技术在这一领域具有较大的应用潜力。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够快速有效地浓缩发酵液菌体的磁性絮凝剂及其应用方法。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是:一种磁性絮凝剂，由絮凝剂和磁种两种成分组成，絮凝剂和磁种的重量配比为:1 100:1 5。絮凝剂和磁种的重量配比为:1 10:1 2。絮凝剂为聚合氯化铝和聚合硫酸铁的混合物，聚合氯化铝和聚合硫酸铁的重量配比为:1 100:1 100。絮凝剂为聚合氯化铝和聚合硫酸铁的混合物，聚合氯化铝和聚合硫酸铁的重量配比为:1 10:1 10。磁种是粒径为IOOnm IOOum的Fe3O4磁性粉末。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是:上述磁性絮凝剂的应用方法，将所述磁性絮凝剂按照0.1% 0.5%的重量比例加入到富含石油烃降解菌菌体的发酵液中，搅拌均匀后在磁场中静置，待固形物凝聚后，采用分离设备将富集石油烃降解菌菌体的絮凝体分离出来。将所述磁性絮凝剂按照0.2% 0.3%的重量比加入到富含石油烃降解菌菌体的发酵液中。本发明具有的优点和积极效果是:以发酵工程学为理论依据，综合磁分离科学、环境工程学的相关理论知识，针对传统工艺中发酵液菌体的絮凝回收问题，采用含有Fe3O4的磁性絮凝剂回收发酵液菌体，具有絮凝回收速度快，磁性絮凝剂对微生物菌体活力影响小，磁性絮凝剂中的磁种可以反复回收使用的优点。
具体实施例方式为能进一 步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，详细说明如下:实施例1:一种磁性絮凝剂，由絮凝剂和磁种两种成分组成，絮凝剂和磁种的重量配比为:1:I;其中，絮凝剂为高效絮凝剂，最好是聚合氯化铝和聚合硫酸铁的混合物，且聚合氯化铝和聚合硫酸铁的重量配比为:1:1 ;磁种是粒径为IOOnm IOOum的Fe3O4磁性粉末。将上述磁性絮凝剂按照0.2%的重量比加入到富含石油烃降解菌Ornithinimicrobium kibberense W25的发酵液中，搅拌均勻后在磁场中静置,待固形物凝聚后，采用分离设备将富集石油烃降解菌菌体的絮凝体分离出来。添加磁性絮凝剂处理中絮凝体最大沉降速率可达1.4mm/s, IOmin后絮凝体中菌体密度可达1.7X109cfu/ml,比未经絮凝处理的发酵液提高4.6倍，比仅添加聚合硫酸铁絮凝的传统工艺提高4.2倍。实施例2:与实施例1的不同之处在于:磁性絮凝剂中絮凝剂和磁种的重量配比为:10:2 ；聚合氯化铝和聚合硫酸铁的重量配比为:10:1。将上述磁性絮凝剂按照0.3%的重量比加入到富含石油烃降解菌Ornithinimicrobium kibberense W25 的发酵液中。添加磁性絮凝剂处理中絮凝体最大沉降速率可达1.5mm/s, IOmin后絮凝体中菌体密度可达1.9 X 109CfU/ml，比未经絮凝处理的发酵液提高5.1倍，比仅添加聚合硫酸铁絮凝的传统工艺提高4.9倍。除上述内容外，本实施例的其余内容均与实施例1相同。实施例3:与实施例1的不同之处在于:磁性絮凝剂中絮凝剂和磁种的重量配比为:100:5 ；聚合氯化铝和聚合硫酸铁的重量配比为:1:10o将上述磁性絮凝剂按照0.1%的重量比加入到富含石油烃降解菌Ornithinimicrobiumkibberense W25 的发酵液中。添加磁性絮凝剂处理中絮凝体最大沉降速率可达lmm/s，IOmin后絮凝体中菌体密度可达1.3X109cfu/ml,比未经絮凝处理的发酵液提高3.4倍，比仅添加聚合硫酸铁絮凝的传统工艺提高3.2倍。除上述内容外，本实施例的其余内容均与实施例1相同。实施例4:与实施例1的不同之处在于:磁性絮凝剂中絮凝剂和磁种的重量配比为:30:1 ；聚合氯化铝和聚合硫酸铁的重量配比为:100:1。将上述磁性絮凝剂按照0.5%的重量比加入到富含石油烃降解菌Ornithinimicrobiumkibberense W25 的发酵液中。添加磁性絮凝剂处理中絮凝体最大沉降速率可达0.9mm/s, IOmin后絮凝体中菌体密度可达1.2X109cfu/ml,比未经絮凝处理的发酵液提高3.1倍，比仅添加聚合硫酸铁絮凝的传统工艺提高3.0倍。除上述内容外，本实施例的其余内容均与实施例1相同。实施例5:与实施例1的不同之处在于:磁性絮凝剂中絮凝剂和磁种的重量配比为:50:3 ；聚合氯化铝和聚合硫酸铁的重量配比为:1:100。将上述磁性絮凝剂按照0.4%的重量比加入到富含石油烃降解菌Ornithinimicrobium kibberense W25 的发酵液中。添加磁性絮凝剂处理 中絮凝体最大沉降速率可达1.2mm/s, IOmin后絮凝体中菌体密度可达1.5X109cfu/ml,比未经絮凝处理的发酵液提高3.9倍，比仅添加聚合硫酸铁絮凝的传统工艺提高3.7倍。除上述内容外，本实施例的其余内容均与实施例1相同。用富含石油烃降解菌Rhodococcus jialingiae W7菌种的发酵液代替上述实施例中富含石油烃降解菌Ornithinimicrobium kibberense W25菌种的发酵液,采用本发明提供的磁性絮凝剂回收石油烃降解菌的效果相近。
权利要求
1.一种磁性絮凝剂，其特征在于，由絮凝剂和磁种两种成分组成，絮凝剂和磁种的重量配比为1 100 1 5。
2.根据权利要求I所述的磁性絮凝剂，其特征在于，絮凝剂和磁种的重量配比为1 10 1 2。
3.根据权利要求I所述的磁性絮凝剂，其特征在于，絮凝剂为聚合氯化铝和聚合硫酸铁的混合物，聚合氯化铝和聚合硫酸铁的重量配比为1 100 :1 100。
4.根据权利要求3所述的磁性絮凝剂，其特征在于，絮凝剂为聚合氯化铝和聚合硫酸铁的混合物，聚合氯化铝和聚合硫酸铁的重量配比为1 10 :1 10。
5.根据权利要求I所述的磁性絮凝剂，其特征在于，磁种是粒径为IOOnm IOOum的Fe3O4磁性粉末。
6.如权利要求I所述的磁性絮凝剂的应用方法，其特征在于，将所述磁性絮凝剂按照O. 1% O. 5%的重量比例加入到富含石油烃降解菌菌体的发酵液中，搅拌均匀后在磁场中静置，待固形物凝聚后，采用分离设备将富集石油烃降解菌菌体的絮凝体分离出来。
7.如据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述磁性絮凝剂按照O.2% O. 3%的重量比加入到富含石油烃降解菌菌体的发酵液中。
全文摘要
本发明公开了一种磁性絮凝剂，由絮凝剂和磁种两种成分组成，絮凝剂和磁种的重量配比为1～1001～5。本发明还公开了上述磁性絮凝剂的应用方法，将所述磁性絮凝剂按照0.1%～0.5%的重量比例加入到富含石油烃降解菌菌体的发酵液中，搅拌均匀后在磁场中静置，待固形物凝聚后，采用分离设备将富集石油烃降解菌菌体的絮凝体分离出来。本发明以发酵工程学为理论依据，综合磁分离科学、环境工程学的相关理论知识，针对传统工艺中发酵液菌体的絮凝回收问题，采用含有Fe3O4的磁性絮凝剂回收发酵液菌体，具有絮凝回收速度快，磁性絮凝剂对微生物菌体活力影响小，磁性絮凝剂中的磁种可以反复回收使用的优点。
文档编号C12R1/01GK103255088SQ201310157038
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者王新新, 吴亮, 杨勇, 安伟, 牛志刚, 丁东华 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油能源发展股份有限公司, 中海石油环保服务(天津)有限公司