的基础上，取各因素中三个最主要影响水平，设计成L9 (34)固定化 条件正交水平表。如表22所示。
[0178] 表22固定化条件正交水平表
[0179]
[0180] 按表22中各固定化因素水平，制备固定化颗粒，计算各组去除率，采用正交试验 分析结果，结果如表23所示。
[0181] 表23固定化条件正交试验结果
[0182]
[0183] 由表23可知，各因素对氨氮去除效果影响的主次顺序为：A>D>C>B。制备固定化颗 粒的最优条件为A3D3C1B3，即3. 5 %海藻酸钠，2. 5g/L加菌量，2 %改性沸石，12 %聚乙烯醇。
[0184] (3)不同环境条件对固定化细菌与游离菌去除率的试验
[0185] 在确定细菌最佳固定化条件的基础上，为比较环境条件对游离菌与等量菌固定化 之后的影响，通过改变培养液的温度、PH及加入不同种类的重金属离子，以此模拟不同的环 境条件。试验设定温度为1〇°(：、20°(：、30°(：、40°(：，？!1为5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，加入浓度均 为25mg/L的BaCl2、CuS04、Li2S04、MnSO 4溶液。7d后测定氨氮去除率，每组试验重复三次。
[0186] A、温度对固定化细菌与游离菌氨氮去除效果的影响
[0187] 取游离菌与等菌量制得的固定化颗粒，置于相同的环境条件，只改变温度条件， 二者在培养液中氨氮去除效果及去除率，如表24、图7所示。
[0188] 表24培养液中氨氮含量（X 土SD)(单位：μ g/ml)
[0189]
[0190] 注：竖排组间比较，肩标不同大写字母代表差异极显著（P〈〇. 01)。
[0191] 由表24、图7可以看出，温度升高的同时，氨氮去除率则表现出先增高后降低的趋 势，30°C时，二者均达到了最大去除率，分别为81. 32%和84. 35%。而且游离菌去除率略高 于固定化细菌，但二者去除率未有明显差异。温度升高或降低后，均使二者去除率降低，但 固定化细菌去除率降低幅度均小于游离菌。当温度为10°C、20°C时，固定化细菌与游离菌的 去除率极显著的差异（P〈〇. 01)。说明细菌固定化后对温度变化具有一定的抵抗能力，特别 是对低温的抵抗能力更强，这对固定化细菌在北方地区的应用具有现实的意义。
[0192] B、PH对固定化细菌与游离菌氨氮去除效果的影响
[0193] 取游离菌与等菌量制得的固定化颗粒，置于相同的环境条件，只改变酸碱条件，二 者在培养液中氨氮去除效果及去除率，如表25、图8所示。
[0194] 表5-9培养液中氨氮含量（X 土SD)(单位：μ g/ml)
[0195]
[0196] 注：竖排组间比较，肩标不同大写字母代表差异极显著（P〈0. 01)。
[0197] 由表25、图8可以看出，固定化细菌与游离菌在PH值6.0~8.0时，氨氮的去除能 力均较高，去除率几乎在80%左右。其中，当PH值为7. 0时，固定化细菌与游离菌去除率达 到最高，分别为80. 04%和81. 94%。只有在PH值为7. 0和PH值为8. 0时，游离菌的氨氮 去除率都微高于固定化细菌，且未显示出差异性（p>〇. 05)。当PH值有较大偏移时，固定化 细菌的去除率均高于游离细菌，且显示差异极显著（P〈〇. 01)。说明固定化的细菌仍可在适 宜PH值条件下稳定生长，而在不适宜的PH值条件下固定载体可以起到防御作用。
[0198] C、重金属离子对固定化细菌与游离菌氨氮去除效果的影响
[0199] 取游离菌与等菌量制得的固定化颗粒，置于相同的环境条件，分别加入不同的金 属离子，考察二者在培养液中氨氮去除效果及去除率，如表26、如图9所示。
[0200] 表26培养液中氨氮含量（X 土SD)(单位：μ g/ml)
[0201]
[0202] 注：竖排组间比较，肩标不同大写字母代表差异极显著（P〈0. 01)。
[0203] 由表26、图9可以看出，在不同金属离子作用下，使得固定化细菌和游离菌的去除 能力均有不同程度的降低，但细菌固定化之后的降低幅度均小于游离菌，且各组去除率差 异极显著（P〈〇. 01)。说明细菌固定化后，固定化载体可为细菌提供一个相对安全的微环境， 减少有害因子破坏其自身结构。
[0204] (4)固定化颗粒去除氨气效果的实验室检验
[0205] 常温状态下，取200g新鲜猪粪均匀散铺于1000 ml烧杯，其内分别放置2个容积为 50ml的小烧杯（A和B)，A烧杯均加入25ml 0. 05mol稀硫酸，为氨气吸收液。B烧杯分别放 入5g最优条件制备出的固定化颗粒、5g市售除臭剂及5g无菌水。将大烧杯用保鲜膜外附 2层塑料膜封口，置于30°C恒温培养。每隔24h采用纳氏比色法测定大烧杯中的氨气值，连 续采样7d。故试验共分为三组，其中无菌水作为空白对照组，每组试验设置三个重复。
[0206] 相同温度条件下，将固定化颗粒、市售除臭剂分别吸收猪粪产生的氨气，连续7d 检测氨气释放量，根据释放量绘制出各组日氨气去除率。结果如表27、图10所示。
[0207] 表27不同处理后NH3释放量（[士SD)(单位：mg/m3)
[0208]
[0209] 注：同日组间比较，肩标不同大写字母代表差异极显著（P〈0. 01)，不同小写字母 代表差显著（P〈〇. 05)，相同字母差异不显著（P>0. 05)。
[0210] 由表27、图10可以看出，市售除臭剂和固定化颗粒试验组每天氨气的释放量均小 于对照组，说明固定化颗粒与市售除臭剂对氨气均有去除作用。7d试验结束后，固定化颗 粒组氨气释放量为29. 48±7. 24mg/m3,市售除臭剂组的氨气释放量为46. 37±4. 17 mg/m3。 与对照组相比，氨气去除率分别为51. 55%和23. 78%。通过单因素方差分析结果可知，与 对照组比较，固定化颗粒从第Id开始，氨气释放量就成显著性差异（p〈0. 05)，第4d氨气释 放量差异极显著（P〈〇. 01)。而市售除臭剂试验第5d，氨气释放量呈极显著差异（p〈0. 01)。 试验组比较，在试验第5~7d氨气释放量差异显著（p〈0. 05)。可见，固定化颗粒的氨气去 除效果好于市售除臭剂。
[0211] 本发明对天然沸石进行了改性，并将其用于固定化除氨菌系，使改性沸石的吸附 作用和除氨菌系的除氨作用相互结合；本发明将天然沸石与除氨菌系在一定的条件下制备 成固定化颗粒，固定化颗粒表现出良好的除氨能力，并且与游离菌相比，经过改性沸石固定 后的除氨菌系表现出对环境变化良好的适应性，大大扩大了该菌系的应用范围。
【主权项】
1. 一种固定化除氨菌系的改性沸石，其特征在于：是以斜发沸石为原料，用浓度为 4mol/L的NaCl溶液，室温条件下搅拌处理24h，再用去离子水反复冲洗至中性，过滤后 105°C脱水制备而成。2. 根据权利要求1所述的固定化除氨菌系的改性沸石，其特征在于：所述的改性沸石 的粒径为80-100目。3. 权利要求1所述的改性沸石在固定化除氨菌系中的应用。4. 一种利用权利要求1所述的改性沸石固定化除氨菌系的方法，其特征在于：该方法 包括以下步骤： (1) 配制海藻酸钠和聚乙烯醇的混合溶液，其中，海藻酸钠质量百分比浓度为3. 5%， 聚乙烯醇质量百分比浓度为12% ; (2)灭菌降温至35°C左右时，加入已吸附菌悬液的改性沸石及菌悬液，其中，加菌量为 每升溶液加2. 5g除氨菌系，改性沸石质量百分比浓度为2% ; (3) 将混合物匀速滴入含质量百分比浓度为3%的CaCl2的饱和硼酸溶液中，4°C交联 24h冲洗后即制得固定化颗粒。
【专利摘要】本发明涉及一种固定化除氨菌系的改性沸石，是以斜发沸石为原料，用浓度为4mol/L的NaCl溶液，室温条件下搅拌处理24h，再用去离子水反复冲洗至中性，过滤后105℃脱水制备而成。本发明还涉及了此种改性沸石的用途以及固定化除氨菌系的方法。本发明对天然沸石进行了改性，并将其用于固定化除氨菌系，使改性沸石的吸附作用和除氨菌系的除氨作用相互结合；本发明将天然沸石与除氨菌系在一定的条件下制备成固定化颗粒，固定化颗粒表现出良好的除氨能力，并且与游离菌相比，经过改性沸石固定后的除氨菌系表现出对环境变化良好的适应性，大大扩大了该菌系的应用范围。
【IPC分类】C12N11/14, C05F11/08, C12N11/10
【公开号】CN105000921
【申请号】CN201510512347
【发明人】付世新, 罗春海, 王伟东, 沈冰蕾, 许启有, 刘瑶
【申请人】黑龙江八一农垦大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月20日