一種微生物固定化方法及其制備的固定化絮凝菌顆粒的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種微生物固定化方法及其制備的固定化絮凝菌顆粒，其中，該方法包括：獲得聚丙烯酰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％～5％的聚丙烯酰胺菌溶液；將聚合氯化鋁、水泥、載體材料混合均勻，制得混合包埋材料；將聚丙烯酰胺菌溶液與混合包埋材料混合均勻后，進(jìn)行造粒，得到固定化絮凝菌顆粒前體；對(duì)所述絮凝菌顆粒前體反復(fù)進(jìn)行浸漬、干燥處理，使其硬化，得到固定化絮凝菌顆粒；其中，所述載體材料選自于沙子、活性炭、膨潤土、沸石、粉煤灰及礦石材料中的至少一種。
【專利說明】
一種微生物固定化方法及其制備的固定化絮凝菌顆粒
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微生物固定化方法及其制備的固定化絮凝菌顆粒。
【背景技術(shù)】
[0002]固定化微生物技術(shù)是用化學(xué)或物理的手段和方法，將游離的細(xì)胞或者酶定位至某一特定空間范圍內(nèi)，保留其固有的催化活性，且能夠被重復(fù)和連續(xù)使用的現(xiàn)代生物工程技術(shù)。固定化微生物技術(shù)克服了生物細(xì)胞太小，與水溶液分離較難，易造成隨水流失的缺點(diǎn)，并且具有效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)和保持高效菌種的優(yōu)點(diǎn)。目前，該項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在水處理領(lǐng)域，成為研究熱點(diǎn)。
[0003]微生物的固定化方法包括:吸附法、共價(jià)結(jié)合法、包埋法和交聯(lián)法，其中以包埋法最為常用。包埋法固定化微生物的載體材料主要有兩類，一類是天然高分子多糖類，如海藻酸鈉、瓊脂等，具有固定化成形方便，對(duì)微生物毒性小及固定化密度高等優(yōu)點(diǎn)，但抗微生物分解能力差，機(jī)械強(qiáng)度較低，并且使用壽命短，通常為2?3個(gè)月；另一類是合成的高分子化合物，如聚乙烯醇、聚丙烯酞胺等，具有抗微生物分解性能強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但在包埋過程中，聚合物載體網(wǎng)絡(luò)的形成條件比較劇烈，對(duì)微生物細(xì)胞的損害較大，而且成形多樣結(jié)構(gòu)可控性差。
[0004]在工業(yè)廢水處理過程中，經(jīng)常會(huì)利用微生物菌來降解廢水中有毒有害的有機(jī)物，根據(jù)水質(zhì)的不同，可以采用不同的菌來降解，例如可以采用CODcr降解菌、氨氮降解菌或苯酚降解菌等來處理廢水，上述微生物的固定化方法所存在的問題也同樣存在于工業(yè)廢水處理過程中，因此，如何找到一種更為合適的微生物固定化方法就顯得格外重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例公開了一種微生物固定化方法及其制備的固定化絮凝菌顆粒，用于解決現(xiàn)有包埋法中，在包埋過程中對(duì)微生物損害大，形成微生物固定化顆粒后抗微生物分解能力差，機(jī)械強(qiáng)度較低，導(dǎo)致使用壽命短的問題。技術(shù)方案如下:
[0006]首先，本發(fā)明提供了一種微生物固定化方法，包括以下步驟:
[0007]獲得聚丙烯酰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1 %?5 %的聚丙烯酰胺菌溶液；
[0008]將聚合氯化鋁、水泥、載體材料混合均勻，制得混合包埋材料；
[0009]將聚丙烯酰胺菌溶液與混合包埋材料混合均勻后，進(jìn)行造粒，得到固定化絮凝菌顆粒前體；
[0010]對(duì)所述固定化絮凝菌顆粒前體反復(fù)進(jìn)行浸漬、干燥處理，使其硬化，得到固定化絮凝菌顆粒；
[0011 ]其中，所述載體材料選自于沙子、活性炭、膨潤土、沸石、粉煤灰及礦石材料中的至少一種。
[0012]在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，所述聚丙烯酰胺菌溶液通過將聚丙烯酰胺溶解于濃度為107-10ncells/mL的微生物菌劑中獲得，其中，所述聚丙烯酰胺的分子量為1000萬_2000萬ο
[0013]在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，所述微生物菌劑選自于微生物菌混懸液及含有微生物菌的活性污泥中的一種。
[0014]在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，所述微生物菌劑中的微生物菌是CODcr降解菌、氨氮降解菌和苯酚降解菌中的至少一種。
[0015]在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，基于所述混合包埋材料的總質(zhì)量，聚合氯化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-20% ;水泥的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15-45% ;載體材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40-80 %。
[0016]在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，所述載體材料選自于活性炭、膨潤土、沸石及粉煤灰中的至少一種，優(yōu)選為沸石;所述載體材料的粒度為100-500目，優(yōu)選為200-500目，更優(yōu)選為300-400目。
[0017]在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，聚丙烯酰胺菌溶液與混合包埋材料的比例為(0.2-2):lmL/go
[0018]在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，所述反復(fù)進(jìn)行浸漬、干燥處理，使其硬化，包括:
[0019]將固定化絮凝菌顆粒前體用水浸漬3-10分鐘后，于室溫中干燥6-36小時(shí)，優(yōu)選為24小時(shí);重復(fù)浸漬、干燥，直到固定化絮凝菌顆粒前體硬化。
[0020]本發(fā)明還提供了應(yīng)用上述的方法制備的固定化絮凝菌顆粒。
[0021]在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，所述固定化絮凝菌顆粒中的菌濃度為16-109cells/mLo
[0022]本發(fā)明的技術(shù)方案，在固定化過程中不涉及劇烈的化學(xué)反應(yīng)，固定化條件溫合，對(duì)微生物菌損害小，利于微生物菌存活，獲得的絮凝菌顆粒的機(jī)械強(qiáng)度高，不易破損，并且不會(huì)被其它微生物分解，增加了絮凝菌顆粒的使用壽命。此外，本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了集載體吸附、藥劑混凝和微生物降解于一體，提高了廢水降解、凈化效率。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明提供了一種微生物固定化方法，包括以下步驟:
[0024]獲得聚丙烯酰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1 %?5 %的聚丙烯酰胺菌溶液；
[0025]將聚合氯化鋁、水泥、載體材料混合均勻，制得混合包埋材料；
[0026]在實(shí)際應(yīng)用中，聚丙烯酰胺菌溶液可以通過將聚丙烯酰胺溶解于濃度為17?1llceIls(細(xì)胞)/mL的微生物菌劑中獲得，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所采用的聚丙烯酰胺的分子量為1000萬_2000萬。
[0027]本發(fā)明中所說的微生物菌劑為目標(biāo)微生物菌經(jīng)過馴化、擴(kuò)繁之后，濃縮制成高濃度的活菌制劑。微生物菌劑具體可以以微生物菌混懸液和含有微生物菌的活性污泥形式存在。濃縮后菌種濃度優(yōu)選為17?10ncells/mL。本發(fā)明中聚丙烯酰胺菌溶液中的“菌”以及微生物菌劑中的“微生物菌”指的是在廢水處理領(lǐng)域常用的用于降解工業(yè)廢水中有毒有害的有機(jī)物的細(xì)菌。更為具體地，包括但不限于CODcr降解菌、氨氮降解菌和苯酚降解菌等。對(duì)于菌種本身本發(fā)明在此不進(jìn)行限定。同樣地，需要說明的是，目標(biāo)微生物菌的馴化、擴(kuò)繁等處理技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以采用現(xiàn)有技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明在此不進(jìn)行限定。另外，濃縮通常包括膜濃縮、離心濃縮等，濃縮為本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)手段，本發(fā)明在此不作具體限定。
[0028]本發(fā)明所用的聚合氯化鋁為廢水處理領(lǐng)域常規(guī)的用作絮凝劑的聚合氯化鋁，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的廠家、型號(hào)的聚合氯化鋁來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明；本發(fā)明所用的水泥也是建筑領(lǐng)域常用的水泥，對(duì)于水泥的標(biāo)號(hào)也沒有特別的要求，325#、425#、525#等標(biāo)號(hào)的水泥均可。本發(fā)明所用的載體材料選自于沙子、活性炭、膨潤土、沸石、粉煤灰及礦石材料中的至少一種，優(yōu)選為活性炭、膨潤土、沸石及粉煤灰中的至少一種，更優(yōu)選為沸石;所述載體材料的粒度為100-500目，優(yōu)選為200-500目，更優(yōu)選為300-400目。
[0029]在本發(fā)明的具體實(shí)施過程中，基于所述混合包埋材料的總質(zhì)量，聚合氯化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-20%，優(yōu)選為6-8% ;水泥的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15-45%，優(yōu)選為20-33% ;載體材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40-80%，優(yōu)選為60-74%。
[0030]將聚丙烯酰胺菌溶液與混合包埋材料混合均勻后，進(jìn)行造粒，得到固定化絮凝菌顆粒前體。在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，聚丙烯酰胺菌溶液與混合包埋材料的體積質(zhì)量比為(0.2-2):lmL/g。需要說明的是，整個(gè)的造粒工藝，包括將聚丙烯酰胺菌溶液與混合包埋材料混合均勻后置于造粒模具中壓制成型，然后再進(jìn)行造粒，均為現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的相關(guān)技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明在此不進(jìn)行限定，在本發(fā)明中，可以采用鞏義市站街騰達(dá)機(jī)械廠生產(chǎn)的平膜顆粒機(jī)KLG-150來實(shí)現(xiàn)造粒。
[0031]在獲得固定化絮凝菌顆粒前體后，優(yōu)選對(duì)前體進(jìn)行干燥后，對(duì)所述絮凝菌顆粒前體反復(fù)進(jìn)行浸漬、干燥處理，使其硬化，得到固定化絮凝菌顆粒。在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，該硬化過程(反復(fù)浸漬、干燥過程)可以包括將絮凝菌顆粒前體用水浸漬為3-10分鐘后，于室溫中干燥6-36小時(shí)，優(yōu)選為24小時(shí);然后重復(fù)進(jìn)行浸漬、干燥處理，直到絮凝菌顆粒前體硬化(硬化也可以理解為是絮凝菌劑顆粒前體中水泥的硬化)。在實(shí)際應(yīng)用中，整個(gè)的重復(fù)浸漬、干燥過程一般為3-7天，優(yōu)選為3-4天?？梢岳斫獾氖牵诒景l(fā)明的技術(shù)方案中，凡是涉及到“微生物菌”的步驟，均應(yīng)當(dāng)在保證“微生物菌”的活性的溫度下進(jìn)行，例如在不高于40°C的條件下進(jìn)行，更具體地，在造粒及干燥過程中，均應(yīng)在不高于40°C的條件下進(jìn)行，優(yōu)選為10-30 0C，一般地，在室溫下操作即可。
[0032]下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行描述，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]儀器和試劑
[0034]微生物菌劑來源于博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司研發(fā)中心，其中，CODcr降解菌劑、氨氮降解菌劑和苯酚降解菌劑濃度均在18?109cellS/mL，還需要強(qiáng)調(diào)的是，各菌劑的馴化、擴(kuò)繁及濃縮過程均是很成熟的技術(shù)，本發(fā)明在此不進(jìn)行贅述;聚合氯化鋁購自河南天億環(huán)保科技有限公司，型號(hào)TY-069。
[0035]實(shí)施例中所用到的試劑均市售可得。
[0036]實(shí)施例1
[0037](I)、聚丙烯酰胺菌溶液:用氨氮降解菌劑溶解聚丙烯酰胺，制成3 %的聚丙烯酰胺菌溶液備用。
[0038](2)、200目活性炭粉的制備:活性炭經(jīng)過粉碎、研磨、過篩獲得粒度為200目的活性炭粉。
[0039](3)、將50g水泥、90g活性炭和1g聚合氯化鋁充分混合均勻，得混合包埋材料；用300mL的3%聚丙烯酰胺菌溶液加入混合包埋材料中，充分?jǐn)嚢杈鶆?，獲得粘稠含有菌液的混合漿液;將混合漿液置于模具中壓制成型、造粒，在室溫25°C下干燥，獲得固定化絮凝菌顆粒前體，其后，每隔6小時(shí)用水間斷浸漬固定化絮凝菌顆粒前體，每次浸漬5分鐘，連續(xù)浸漬3天，用清水充分洗去固定化顆粒表面未固化的懸浮材料，獲得多孔的固定化多效絮凝菌顆粒，試驗(yàn)備用。
[0040](4)、固定化多效絮凝菌廢水處理試驗(yàn):博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司某工程項(xiàng)目的含氨氮廢水，氨氮含量為278.4mg/L。取30g( 3)中制備的固定化多效絮凝菌顆粒，置于300mL氨氮廢水中30°C下曝氣培養(yǎng)處理，曝氣量為20L/分鐘，處理48小時(shí)后取樣檢測廢水中氨氮值。氨氮濃度為24.5mg/L，去除率為91.2 %，固定化多效絮凝菌顆粒硬度良好，顆粒沒有出現(xiàn)破碎跡象。
[0041 ] 實(shí)施例2
[0042](I)、聚丙烯酰胺菌溶液:用CODcr降解菌液溶解聚丙烯酰胺，制成2%的聚丙烯酰胺菌溶液備用。
[0043](2)、300目粉煤灰的制備:粉煤經(jīng)過粉碎、研磨、過篩獲得粒度為300目的粉煤灰。
[0044](3)、將60g水泥、70g粉煤灰和1g聚合氯化鋁充分混合均勻，得混合包埋材料；用30mL的3 %聚丙烯酰胺菌溶液加入混合包埋材料中，充分?jǐn)嚢杈鶆?，獲得粘稠含有菌液的混合漿液;將混合漿液置于模具中壓制成型、造粒，在室溫25°C下干燥造粒，獲得固定化絮凝菌顆粒前體，其后，每隔10小時(shí)用水間斷浸漬固定化絮凝菌顆粒前體，每次浸漬7分鐘，連續(xù)浸漬4天，用清水充分洗去固定化顆粒表面未固化的懸浮材料，獲得多孔的固定化多效絮凝菌劑顆粒，試驗(yàn)備用。
[0045](4)、固定化多效絮凝菌廢水處理試驗(yàn):博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司某工程項(xiàng)目的含CODcr濃度為159.2mg/L的廢水樣品。取12g( 3)中制備的固定化多效絮凝菌顆粒，置于300mL廢水中30°C下震蕩培養(yǎng)處理，震蕩反應(yīng)18小時(shí)取樣檢測廢水中⑶Dcr值。CODcr的濃度為24.lmg/L，去除率為84.9%，固定化多效絮凝菌顆粒硬度良好，顆粒沒有出現(xiàn)破碎跡象。
[0046]實(shí)施例3
[0047](I)、聚丙烯酰胺菌溶液:用CODcr降解菌液溶解聚丙烯酰胺，制成5%的聚丙烯酰胺菌溶液備用。
[0048](2)、200目膨潤土的制備:從靈壽縣豐信礦物粉體加工廠直接購進(jìn)。
[0049](3)、將20g水泥、IlOg膨潤土和1g聚合氯化鋁充分混合均勻，得混合包埋材料；用150mL的3 %聚丙烯酰胺菌溶液加入混合包埋材料中，充分?jǐn)嚢杈鶆?，獲得粘稠含有菌液的混合漿液;將混合漿液置于模具中壓制成型、造粒，在室溫25°C下干燥造粒，獲得固定化絮凝菌顆粒前體，其后，每隔15小時(shí)用水間斷浸漬固定化絮凝菌顆粒前體，每次浸漬5分鐘，連續(xù)浸漬5天，用清水充分洗去固定化顆粒表面未固化的懸浮材料，獲得多孔的固定化多效絮凝菌顆粒，試驗(yàn)備用。
[0050](4)、固定化多效絮凝菌廢水處理試驗(yàn):博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司某工程項(xiàng)目的含CODcr濃度為727.4mg/L的廢水樣品。取15g(3)中制備的固定化多效絮凝菌顆粒，置于300mL廢水中30°C下震蕩培養(yǎng)處理，震蕩反應(yīng)36小時(shí)取樣檢測廢水中⑶Dcr值。CODcr的濃度為67.2mg/L，去除率為90.88 %，固定化多效絮凝菌劑顆粒硬度良好，顆粒沒有出現(xiàn)破碎跡象。
[0051 ] 實(shí)施例4
[0052](I)、聚丙烯酰胺菌溶液:用苯酚降解菌液溶解聚丙烯酰胺，制成0.1 %的聚丙烯酰胺菌溶液備用。
[0053](2)、200目沸石的制備:從靈壽縣溢盛礦產(chǎn)品加工廠直接購進(jìn)。
[0054](3)、將25g水泥、90g沸石和1g聚合氯化鋁充分混合均勻，得混合包埋材料；用150mL的3 %聚丙烯酰胺菌溶液加入混合包埋材料中，充分?jǐn)嚢杈鶆?，獲得粘稠含有菌液的混合漿液;將混合漿液置于模具中壓制成型、造粒，在室溫20°C下干燥造粒，獲得固定化絮凝菌顆粒前體，其后，每隔8小時(shí)用水間斷浸漬固定化絮凝菌顆粒前體，每次浸漬10分鐘，連續(xù)浸漬7天，用清水充分洗去固定化顆粒表面未固化的懸浮材料，獲得多孔的固定化多效絮凝菌顆粒，試驗(yàn)備用。
[0055](4)、固定化多效絮凝菌廢水處理試驗(yàn):博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司某工程項(xiàng)目的高濃度含苯酚廢水，苯酚濃度為325.6mg/L。取24g(3)中制備的固定化多效絮凝菌顆粒，置于300mL廢水中30 °C下曝氣培養(yǎng)處理，曝氣量為20L/分鐘，曝氣培養(yǎng)反應(yīng)44小時(shí)取樣檢測廢水中苯酚值，苯酚的濃度為37.lmg/L，去除率為88.6%，固定化多效絮凝菌顆粒硬度良好。
[0056]實(shí)施例5
[0057](I )、聚丙烯酰胺菌溶液:用苯酚降解菌液溶解聚丙烯酰胺，制成I %的聚丙烯酰胺菌溶液備用。
[0058](2)、500目活性炭的制備:活性炭經(jīng)過粉碎、研磨、過篩獲得粒度為400目的活性炭粉。
[0059](3)、將100g水泥、1800g活性炭和200g聚合氯化鋁充分混合均勻，得混合包埋材料;用3L的3%聚丙烯酰胺菌溶液加入混合包埋材料中，充分?jǐn)嚢杈鶆颍@得粘稠含有菌液的混合漿液;將混合漿液置于模具中壓制成型、造粒，在室溫25°C下干燥造粒，獲得固定化絮凝菌顆粒前體，其后，每隔24小時(shí)用水間斷浸漬固定化絮凝菌顆粒前體，每次浸漬5分鐘，連續(xù)浸漬5天，用清水充分洗去固定化顆粒表面未固化的懸浮材料，獲得多孔的固定化多效絮凝菌顆粒，試驗(yàn)備用。
[0060](4)、固定化多效絮凝菌廢水處理試驗(yàn):博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司某工程項(xiàng)目的高濃度含苯酚廢水，苯酚濃度為325.2mg/L。取(3)中制備的固定化多效絮凝菌顆粒裝填到內(nèi)徑為15cm、高度為80cm的小型反應(yīng)柱內(nèi)，固定化多效絮凝菌顆粒的裝填高度為65cm;含苯酚廢水通過提升栗打入到反應(yīng)柱內(nèi)，水浴循環(huán)加熱控制反應(yīng)柱溫度為25°C，通過提升栗控制反應(yīng)柱內(nèi)的水力停留時(shí)間為20小時(shí)，以進(jìn)行廢水處理，處理結(jié)束后出水為完成處理的廢水。經(jīng)多次取樣檢測出水，苯酚的濃度皆低于25mg/L，去除率皆在90%以上，連續(xù)運(yùn)行三個(gè)月固定化多效絮凝菌顆粒硬度良好，磨損率低于2%。
[0061]從實(shí)施例5可知，本發(fā)明的方法制備的固定化多效絮凝菌顆粒在連續(xù)運(yùn)行三個(gè)月，固定化微生物顆粒磨損率僅為2%，依此數(shù)據(jù)推算，連續(xù)運(yùn)行2年，固定化微生物顆粒磨損率僅為16%。說明本方法制備的固定化多效絮凝菌顆粒硬度良好，機(jī)械強(qiáng)度高，磨損率低，使用壽命長。
[0062]對(duì)比例I
[0063](I)配制CaCl2溶液:稱取40g CaCl2，用460g蒸餾水溶解，制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8 %的CaCl2溶液。
[0064](2)固定化苯酸降解菌顆粒制備:在200mL純凈水中加入14g聚乙稀醇、0.6g海藻酸鈉在100°C水浴鍋中以70rpm的轉(zhuǎn)速連續(xù)攪拌50分鐘，制得混合勻漿。待混合勻漿冷卻至35°C，向溶液中加入1mL苯酚降解菌，繼續(xù)攪拌，制成含有苯酚降解菌的混合勻漿。用帶有針頭的50mL注射器吸取含有苯酚降解菌的混合勻漿，再將其滴入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的CaCl2溶液中，針頭與CaCl2溶液液面距離為15cm，以保證液滴在空中下落過程中收縮成球狀，得到微生物包埋顆粒。將苯酚降解菌包埋顆粒在CaCl2溶液中4°C靜止固化10小時(shí)，將苯酚降解菌包埋顆粒取出，并用生理鹽水洗凈后，即得到固定化苯酚降解菌顆粒，試驗(yàn)備用。
[0065](3)、固定化苯酚降解菌廢水處理試驗(yàn):博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司某工程項(xiàng)目的高濃度含苯酚廢水，苯酚濃度為325.2mg/L。取(2)中制備的固定化苯酚降解菌顆粒裝填到內(nèi)徑為15cm、高度為80cm的小型反應(yīng)柱內(nèi)，固定化苯酸降解菌顆粒的裝填高度為65cm;含苯酚廢水通過提升栗打入到反應(yīng)柱內(nèi)，水浴循環(huán)加熱控制反應(yīng)柱溫度為25°C，通過提升栗控制反應(yīng)柱內(nèi)的水力停留時(shí)間為20小時(shí)，以進(jìn)行廢水處理，處理結(jié)束后出水為完成處理的廢水。經(jīng)多次取樣檢測出水，苯酚的濃度低于30mg/L，去除率在90%以上，連續(xù)運(yùn)兩個(gè)星期，固定化苯酚降解菌顆粒出現(xiàn)大量粘連、破損現(xiàn)象，通過顆粒完整率計(jì)算，顆粒磨損率為18%;繼續(xù)運(yùn)行一個(gè)月，顆粒大部分出現(xiàn)損壞，顆粒磨損率達(dá)63%。
[0066]從對(duì)比例I可知，由該方法制備的固定化苯酚降解菌顆粒在連續(xù)運(yùn)行一個(gè)月，固定化微生物顆粒磨損率達(dá)63%，破損率較大。說明該法制備的固定化苯酚降解菌顆粒機(jī)械強(qiáng)度弱，磨損率高，使用壽命較短。
[0067]從實(shí)施例1至5及對(duì)比例I中可以看出，本發(fā)明的微生物的固定化方法，采用水泥、載體材料、聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺菌溶液混合制備的固定化多效絮凝菌顆粒，包埋過程不涉及劇烈化學(xué)反應(yīng)，包埋條件溫合，對(duì)微生物細(xì)胞的損害小，利于微生物存活，機(jī)械強(qiáng)度高，不易破損，并且不會(huì)被微生物分解，增加了固定化絮凝菌顆粒的使用壽命。
[0068]需要說明的是，CODcr是指用重鉻酸鉀為氧化劑測出的需氧量，是用重鉻酸鉀法測出COD的值，實(shí)際應(yīng)用中CODcr是表示COD的一種方法，本發(fā)明亦用CODcr表示C0D。
[0069]綜上所述，本發(fā)明的固定化多效絮凝菌顆粒具有很好的生物活性和水力機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)不同濃度的水質(zhì)耐受性好，便于工業(yè)化應(yīng)用，該固定化多效絮凝菌顆粒在曝氣生物反應(yīng)器中可連續(xù)使用2年以上，解決了固定化包埋顆粒運(yùn)行時(shí)間短的問題?？梢灶A(yù)見，該技術(shù)將成為環(huán)境修復(fù)工程治理的一項(xiàng)高效而實(shí)用的技術(shù)，并將發(fā)揮巨大的作用。
[0070]以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種微生物固定化方法及其制備的固定化絮凝菌顆粒進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其中心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微生物固定化方法，其特征在于，包括以下步驟: 獲得聚丙烯酰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1 %?5 %的聚丙烯酰胺菌溶液； 將聚合氯化鋁、水泥、載體材料混合均勻，制得混合包埋材料； 將聚丙烯酰胺菌溶液與混合包埋材料混合均勻后，進(jìn)行造粒，得到固定化絮凝菌顆粒前體； 對(duì)所述固定化絮凝菌顆粒前體反復(fù)進(jìn)行浸漬、干燥處理，使其硬化，得到固定化絮凝菌顆粒； 其中，所述載體材料選自于沙子、活性炭、膨潤土、沸石、粉煤灰及礦石材料中的至少一種。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺菌溶液通過將聚丙烯酰胺溶解于濃度為107-10ncells/mL的微生物菌劑中獲得，其中，所述聚丙烯酰胺的分子量為1000萬_2000萬ο3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述微生物菌劑選自于微生物菌混懸液及含有微生物菌的活性污泥中的一種。4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述微生物菌劑中的微生物菌是CODcr降解菌、氨氮降解菌和苯酚降解菌中的至少一種。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述混合包埋材料的總質(zhì)量，聚合氯化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-20% ;水泥的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15-45% ;載體材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40-80%。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述載體材料選自于活性炭、膨潤土、沸石及粉煤灰中的至少一種，優(yōu)選為沸石;所述載體材料的粒度為100-500目，優(yōu)選為200-500目，更優(yōu)選為300-400目。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，聚丙烯酰胺菌溶液與混合包埋材料的比例為(0.2-2):lmL/go8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述反復(fù)進(jìn)行浸漬、干燥處理，使其硬化，包括: 將固定化絮凝菌顆粒前體用水浸漬3-10分鐘后，于室溫中干燥6-36小時(shí)，優(yōu)選為24小時(shí);重復(fù)浸漬、干燥，直到固定化絮凝菌顆粒前體硬化。9.應(yīng)用權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法制備的固定化絮凝菌顆粒。10.如權(quán)利要求9所述的固定化絮凝菌顆粒，其特征在于，所述固定化絮凝菌顆粒中的菌濃度為 106_109cells/mL。
【文檔編號(hào)】C02F3/34GK105950602SQ201610289394
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】喬麗麗, 喬瑞平, 耿翠玉, 遲娟, 李璐
【申請(qǐng)人】博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司, 博天環(huán)境科技（天津）有限公司, 博天環(huán)境工程（北京）有限公司