技术摘要：
本发明涉及一种核‑壳结构的群体感应猝灭菌的固定化方法及应用，属于污水生物处理技术领域。本发明的核‑壳结构的群体感应猝灭菌的固定化方法，包括以下步骤：(1)将生物刺激剂在固定化高分子材料中固定，得到核‑壳结构的群体感应猝灭菌的核结构；(2)在核结构的外层附  全部
背景技术：
研究表明，膜污染是细胞间通过酰基高丝氨酸内脂(acylhomoserine  lactones, AHLs)等信号分子来进行信息交流，即所谓的群体感应(quorum  sensing，QS)产生的结果。 近年来，人们膜生物反应器(MBR)中探索了一种群体感应猝灭(quorum  quenching，QQ)的方 法来阻止微生物间的信息交流。通过使用QQ酶、QQ菌降解信号分子，从而能够成功的控制膜 污染。在QQ的实际运用中，一般采用生物封装的方法，如QQ容器、QQ小球、QQ片和核壳设计， 这是一种生物强化策略，对膜污染的控制是可行的。然而，由于封装介质存在的传质问题， 在介质内部的QQ菌似乎难以获取食物和营养，从而变得不活跃，限制了它们在长期使用过 程中的群体感应猝灭活性和系统稳定性。 因此，在生物刺激的基础上提出了MBR中的另一种策略，该策略通过添加生物刺激 剂来促进和丰富本地QQ菌。研究发现一种化学结构与AHLs十分类似的化学物质——γ-己 内酯(Gamma-caprolactone，GCL)，是对QQ菌最好的刺激剂之一。但这种生物刺激方法所遇 到的问题是，生物刺激剂不仅可以被QQ菌使用，也可以被其他没有群体感应猝灭能力的细 菌使用。对生物刺激剂的不当使用使其效率低下，从而导致生物刺激剂用量需求和成本上 升。 为了更加有效的使用QQ方法来控制MBR中的膜污染，需要解决QQ菌失活、QQ生物刺 激失活的相关为题。此外，目前还没有将投加QQ菌和生物刺激结合起来的QQ方法来控制MBR 中膜污染的研究。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足而提供一种稳定性好，持续性强的 核-壳结构群体感应猝灭菌的固定化方法。 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为： 一种核-壳结构的群体感应猝灭菌的固定化方法，包括以下步骤： (1)将生物刺激剂在固定化高分子材料中固定，得到核-壳结构的群体感应猝灭菌 的核结构； (2)在步骤(1)得到的核结构的外层附上群体感应猝灭菌，得到核-壳结构的群体 感应猝灭菌的壳结构，进而得到核-壳结构的群体感应猝灭菌。 采用核-壳结构的固定化方式，可以使生物刺激剂充分作用在QQ菌上，使其能够在 MBR中对膜污染有着高效和可持续性的作用。 优选地，所述方法还包括步骤(3)，将固定化的群体感应猝灭菌在硫酸钠溶液中进 一步交联6～10h。 3 CN 111593043 A 说　明　书 2/4 页 通过硫酸钠的交联作用使核与壳的结构更加稳定，有益于QQ菌的持续使用。 优选地，所述硫酸钠溶液的的浓度为0.1～0.3mol/L。 优选地，所述核-壳结构群体感应猝灭菌的核结构的制备方法为：将生物刺激剂加 入含有固定化高分子材料的有机溶剂中搅拌50～70min，搅拌速度为30～60rpm，溶解后滴 入到去离子水中。 将生物刺激剂固定在核结构中，后续可被QQ菌利用使其长期保持活性。 优选地，所述生物刺激剂为γ-己内酯，其在有机溶剂中的浓度为8％～12％w/v。 优选地，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮，其包含体积百分比10％～20％的聚砜 树脂。 优选地，所述核-壳结构的群体感应猝灭菌的壳结构的制备方法为：将已制好的核 结构在含有群体感应猝灭菌的固定化高分子材料的溶液中充分混合，并滴入到高分子固化 剂中，固化2～4h最终得到核-壳结构的群体感应猝灭菌。 优选地，所述群体感应猝灭菌为红球菌。 红球菌通过降解信号分子，抑制微生物间的群体感应，进而到达控制菌群生长，去 除MBR膜污染的作用。 优选地，所述固定化高分子材料包括重量百分比8％～12％的乙烯醇和0.8％～ 1.2％的海藻酸钠。 优选地，所述高分子固化剂包括氯化钙和硼酸，其摩尔浓度比为7：4。 通过正交实验得知该摩尔浓度比的高分子固化剂固化效果最好，结构稳定。 本发明的有益效果为： (1)本发明提供一种核-壳结构的群体感应猝灭菌的固定化方式，能够克服其他球 结构无法在MBR中保持长期活性的缺陷，使QQ菌能够在MBR中对膜污染有着高效和可持续性 的作用。 (2)本发明核结构中GCL对红球菌的生长有着明显的刺激作用，红球菌通过降解信 号分子，对微生物间的群体感应具有良好的抑制作用。 (3)本发明核结构中GCL可持续性释放，即使暴露在活性污泥上清液中，QQ菌也能 保持良好的活性。 (4)本发明的核-壳群体感应猝灭菌使用方便，不需要改变污水处理厂传统的MBR 工艺流程，只需将本发明的群体感应猝灭菌投加到MBR中，操作简单，便于污水处理厂使用。 附图说明 图1为本发明的一种核-壳结构的群体感应猝灭菌的固定化方式流程图。 图2为核-壳结构的群体感应猝灭菌的结构示意图。 图3为QQ球对信号分子的降解效果图。 图4为QQ球在活性污泥上清液培养7天后对信号分子C8-HSL的降解效果图。