一種有機廢水處理用微生物材料的製備方法
2023-12-12 21:21:57
專利名稱：一種有機廢水處理用微生物材料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種有機廢水處理用微生物材料的製備方法。
(二)
背景技術：
固定微生物技術是從20世紀60年代開始迅速發展的一項新技術，它是通過採用 化學或物理的手段將游離細胞或微生物定位於限定的空間區域內，使其保持活性並可反覆 利用。 20世紀70年代後期，隨著環境汙染的日益嚴重，研究高效微生物處理汙染系統的 要求日益迫切。在此背景下固定化微生物技術得以迅速發展，並且在廢水生物處理中的應 用研究也與日倶增。固定化的微生物，由於高度密集而產生的強抵抗能力或載體覆蓋物的 阻擋作用，削弱了有毒有害物對微生物的衝擊作用，使反應器工藝運行的安全性得到大大 提高。與傳統的微生物處理技術相比，該技術具有高生物量、汙泥產量少、選擇固定優勢菌 種、抗毒性強、對水質變化穩定性好等優點。 當前固定微生物通常採用的載體主要分為單一無機載體(活性炭、沸石、多孔陶 瓷、石英砂、硅藻土、矽膠、高嶺土等)和有機載體(多糖凝膠、蛋白類、空心纖維、水凝膠、聚 氯乙烯等)，採用吸附、共價、包埋、交聯等方法將微生物固定在載體上。現有的固定載體普 遍存在一些問題載體機械強度低，容易解體，使用壽命短，載體生物親和性較差，生物量較 小，生物固定不牢固以及材料成本高昂，製備工藝複雜等，這也導致固定化微生物技術未能 廣泛應用於實際有機廢水的處理。因此開發一種經濟、高效、耐用的新型固定載體對固定微 生物廢水處理技術的推廣應用具有非常積極的意義。 中國專利CN1824614公開了一種汙、廢水處理用載體，包括具有固定作用的中間 層和設在所述中間層表面上的外層，所述外層為眾多細絲栽植於所述中間層表面而形成， 所述細絲最好經過去極化處理。本發明的有機廢水處理用微生物材料，由於具有由交聯反 應形成的眾多凝膠高分子纖維"細絲"構成的表層與網狀體，"細絲"直徑小，數量多，所以微 生物材料的比表面積巨大，從而提高了該微生物材料的每個生物處理單元中單位容積內微 生物的數量，製備的微生物材料經過簡單的水浸泡洗後，置於水中備用。
(三)
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種製備方法簡單、成本低，製得的有機廢 水處理用微生物材料熱穩定性好並具有良好傳質性能、吸附性能與生物親和性的製備方 法。 —種有機廢水處理用微生物材料的製備方法，包括如下步驟 1)將乾燥、粉碎的20目 100目篩的膨潤土加入到羧甲基纖維素鈉溶液中混合； 其中，羧甲基纖維素鈉溶液的質量濃度為0. 5% 3%，膨潤土與羧甲基纖維素鈉溶液的質
量比為i : io i : 30 ; 2)將菌種懸液倒入羧甲基纖維素鈉與膨潤土的混合液中，菌種懸液在波長600nm的吸光度為1.1 1.3，菌種懸液與羧甲基纖維素鈉溶液的體積比為i : io i : 30;
3)將上述混合液加入到攪拌罐內，在常溫下攪拌均勻； 4)常溫下，將攪拌後的混合液逐滴加入到A1C13溶液中交聯反應lh 3h，形成平 均粒徑為5mm 12mm的顆粒；其中，A1C13溶液的質量濃度為0. 5% 3%，羧甲基纖維素
鈉溶液與Aici3溶液的體積比為i : 1 2 : i; 5)靜置1 3h後，水洗後即得微生物材料。 本發明步驟5)得到的微生物材料可置於水中保存備用。優選地，步驟4)中將攪拌後的混合液裝入口徑2mm 6mm的注射器內，然後逐滴
加入到AlCl3溶液中。 優選地，所述的菌種為鐮刀菌。優選地，步驟3)中攪拌轉速100rpm 800rpm，攪拌時間5min 30min。 所述的羧甲基纖維素鈉(CMC)和AlCl3均可選用工業級產品。 本發明是利用膨潤土、 CMC溶液、菌種液按一定的配比混合，在常溫下，與A1C13交
聯，最終形成有一定機械強度，價格便宜，有良好傳質性能和吸附性能的微生物材料。膨潤
土的添加可以增加材料的沉降性能，並能為微生物生長提供一定的無機鹽礦物質，CMC的添
加助於提高材料的溶脹性能，能使材料進一步硬化，增強材料的機械性能。 本發明微生物材料的製備方法簡單易行，原料成本低廉，無毒，不產生二次汙染，
材料吸附和傳質性能良好，使用壽命長，性能穩定，用於微生物處理有機廢水具有廣闊的應
用前景。
(四)
圖1是本發明有機廢水處理用微生物材料的製備方法流程圖。
(五)
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明的保護範圍並不限於此。
實施例1 參照圖1 ，選用20目 40目的膨潤土 10g混合於100mL CMC溶液(CMC溶液的質 量濃度1% )中，加入5ml鐮刀菌菌種懸液，倒入攪拌罐內，攪拌機的電機功率500W，常溫 下，於400rpm下高速攪拌20min，用注射器滴入到100ml質量濃度為1. 5%的A1C13溶液中 交聯1個小時後取出水洗，浸於水中，放置1天後備用。取溼重10g的微生物材料置於50mL、50mg L—1對氯苯酚溶液中，在30°C ， 100rpm 下，培養時間2天後，測得對氯苯酚去除率為97. 9%。微生物材料在溶液中放置1年以上均 未出現分解與生物降解現象。
實施例2 參照圖1 ，選用100目的膨潤土 20g混合於500mL CMC溶液(CMC溶液的質量濃度 3% )中，再加入20ml鐮刀菌菌種懸液，將混合液倒入攪拌罐內，攪拌機的電機功率1500W, 常溫下，於600rpm下高速攪拌10min，用注射器滴入到500mL質量濃度為2%的A1C13溶液 交聯3個小時後取出水洗，浸於水中，放置1天後備用。取溼重20g的微生物材料置於50mL、100mg L—1苯酚溶液中，在30°C ， 100rpm下，培養時間2天後，測得苯酚去除率為99. 65%。微生物材料在溶液中放置1年以上均未出現
分解與生物降解現象。 實施例3 參照圖1 ，選用60目 100目的膨潤土 10g混合於300mL CMC溶液(CMC溶液的 質量濃度1% )中，再加入30ml鐮刀菌菌種懸液，將混合液倒入攪拌罐內，攪拌機的電機功 率1500W，常溫下，於400rpm下高速攪拌10min，用注射器滴入到200mL質量濃度為2%的 A1C13溶液固定2個小時後取出水洗，浸於水中，放置1天後備用。取溼重30g的微生物材料置於50mL、200mg L—1苯酚溶液中，在30°C ， lOOrpm下， 培養時間3天後，測得苯酚的去除率為100%。微生物材料在溶液中放置l年以上均未出現 分解與生物降解現象。
實施例4 參照圖1 ，選用40目 60目的膨潤土 20g混合於400mL CMC溶液中(CMC溶液的 質量濃度2% )，再加入20ml鐮刀菌菌種懸液，將混合液倒入攪拌罐內，攪拌機的電機功率 1500W，常溫下，於400rpm下高速攪拌10min，滴入到300mL質量濃度為2. 5%的八1013溶液 中交聯2個小時後取出水洗，浸於水中，放置1天後備用。 取溼重40g的微生物材料置於200mL、 lOOmg 'L—1對氯苯酚溶液中，在30°C ， lOOrpm 下，培養時間4天後，測得對氯苯酚的去除率為99. 20%。微生物材料在溶液中放置1年以 上均未出現分解與生物降解現象。
權利要求
一種有機廢水處理用微生物材料的製備方法，其特徵在於包括如下步驟1)將乾燥、粉碎的20目～100目篩的膨潤土加入到羧甲基纖維素鈉溶液中混合；其中，羧甲基纖維素鈉溶液的質量濃度為0.5％～3％，膨潤土與羧甲基纖維素鈉溶液的質量比為1∶10～1∶30；2)將菌種懸液倒入羧甲基纖維素鈉與膨潤土的混合液中，菌種懸液在波長600nm的吸光度為1.1～1.3，菌種懸液與羧甲基纖維素鈉溶液的體積比為1∶10～1∶30；3)將上述混合液加入到攪拌罐內，在常溫下攪拌均勻；4)常溫下，將攪拌後的混合液逐滴加入到AlCl3溶液中交聯反應1h～3h，形成平均粒徑為5mm～12mm的顆粒；其中，AlCl3溶液的質量濃度為0.5％～3％，羧甲基纖維素鈉溶液與AlCl3溶液的體積比為1∶1～2∶1；5)靜置1～3h後，水洗後即得微生物材料。
2. 根據權利要求1所述的有機廢水處理用微生物材料的製備方法，其特徵在於步驟4) 中將攪拌後的混合液裝入口徑2mm 6mm的注射器內，然後逐滴加入到A1C13溶液中。
3. 根據權利要求1所述的有機廢水處理用微生物材料的製備方法，其特徵在於所述的 菌種為鐮刀菌。
4. 根據權利要求1所述的有機廢水處理用微生物材料的製備方法，其特徵在於步驟3) 中攪拌轉速100rpm 800rpm，攪拌時間5min 30min。
全文摘要
本發明涉及一種有機廢水處理用微生物材料的製備方法，包括如下步驟1)將乾燥、粉碎的20目～100目篩的膨潤土加入到羧甲基纖維素鈉溶液中混合；2)將菌種懸液倒入羧甲基纖維素鈉與膨潤土的混合液中；3)將上述混合液加入到攪拌罐內，在常溫下攪拌均勻；4)常溫下，將攪拌後的混合液逐滴加入到AlCl3溶液中交聯反應1h～3h，形成平均粒徑為5mm～12mm的顆粒；5)靜置1～3h後，水洗後即得微生物材料。本發明微生物材料的製備方法簡單易行，原料成本低廉，無毒，不產生二次汙染，材料吸附和傳質性能良好，使用壽命長，性能穩定，用於微生物處理有機廢水具有廣闊的應用前景。
文檔編號C02F3/34GK101708902SQ20091015545
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月14日 優先權日2009年12月14日
發明者李濟吾, 蔡偉建 申請人:浙江工商大學