一種水處理用微生物固定化顆粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及污水治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水處理用微生物固定化顆粒及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國水資源短缺，空間分布不均衡，近年來隨著我國經(jīng)濟的高速增長與工農(nóng)業(yè)的 快速發(fā)展，對地下水的需求日趨上升。同時，大量排放的工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污染物、城市污水、 以及城市生活垃圾成為導(dǎo)致地下水污染的主要源頭。
[0003] 地下水污染逐漸復(fù)雜化，物理、化學性質(zhì)不同的混合污染源迀移到含水層，或不同 性質(zhì)的污染羽在地下水中重疊，形成各具特點的混合污染羽。我國自2006年起，對全國地下 水水資源調(diào)查工作已優(yōu)先在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)陸續(xù)展開，檢出的無機污染物以硝酸鹽為代表， 揮發(fā)性有機物以氯代烴與苯系物為代表，多種污染物共存現(xiàn)象日趨明顯，污染物單獨存在 的情況已較為少見。
[0004] 飲用水中過量的硝酸鹽會對人類的健康造成嚴重的傷害，容易導(dǎo)致頭暈、惡心、心 跳加速、腹與等癥狀。當硝酸鹽在人體中還原成亞硝酸鹽時，可能引起尚鐵血紅蛋白癥，并 誘發(fā)癌癥。而多種氯代烴已被美國環(huán)境保護總署列為優(yōu)先控制化合物，且已被研究證實可 致癌，嚴重影響人類健康。
[0005] 現(xiàn)階段對地下水污染物的去除方法可分為生物法、化學法和物理法。對于混合污 染源，相比于物理化學方法，如吹脫、吸附、離子交換、反滲透、電滲析等，生物法具有處理成 本低、處理效果好、過程穩(wěn)定、易于操作且對環(huán)境無二次污染的明顯優(yōu)勢。其中，微生物固定 化技術(shù)，因其具有提高菌體利用率、簡化處理工藝、提高對難降解有機物處理效率的優(yōu)勢而 廣受青睞。然而，在以往的微生物固定化技術(shù)中，存在固定化顆粒使用壽命短、重復(fù)利用率 低的問題，因此，尋求更為成熟穩(wěn)定的微生物固定化方法，推動其在地下水污染處理方面更 為深入和廣泛的應(yīng)用，成為目前亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種水處理用微生物固定化顆粒，該水處理用微生物固定化 顆粒具有良好的生物活性及化學穩(wěn)定性、利于微生物固定、繁殖，對工業(yè)廢水中污染物去除 率高，且重復(fù)利用率高、使用壽命長。本發(fā)明的制備方法簡單便捷，易操作，適于工業(yè)化生 產(chǎn)。
[0007] 本發(fā)明的目的還在于提供一種水處理用微生物固定化顆粒的制備方法，該方法簡 單便捷，易操作，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0008] 為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0009] -種水處理用微生物固定化顆粒，按重量百分比由以下原料制成：
[0010] 菌懸液10-20%，包埋劑10-20%，輔助載體1-10%，引發(fā)劑0.2-2%，交聯(lián)劑0.5_ 2.5 %，添加劑1.5-5 %，加速劑0.1-5 %，其余為水；
[0011] 所述包埋劑為聚乙二醇，所述輔助載體為麥飯石或活性炭，所述引發(fā)劑為過硫酸 鉀，所述交聯(lián)劑為山梨糖醇，所述添加劑為飽和硼砂溶液，所述加速劑為四甲基乙二胺。其 中所用菌懸液為波長600nm時，0D值為1 〇
[0012] 可選的，所述麥飯石為粉末狀，粒徑為100-200目；所述活性炭為粉末狀，粒徑為 100-200 目。
[0013] 可選的，所述顆粒的直徑為3-6mm。
[0014] 可選的，所述顆粒上具有直徑為0.1-0.5μπι的孔。
[0015] 可選的，所述菌懸液中的菌為具有反硝化功能的菌。
[0016] 可選的，將步驟(3)所得微生物固定化顆粒用磷酸鹽緩沖液清洗。
[0017] 可選的，將清洗后的微生物固定化顆粒浸泡于磷酸鹽緩沖液中備用。
[0018] 上述的水處理用微生物固定化顆粒的制備方法，包括以下步驟：
[0019] (1)按重量百分比稱取原料，并將包埋劑、輔助載體和菌懸液攪拌20-40min，使其 溶解，得物料1;
[0020] (2)將稱取好的引發(fā)劑加入物料1中，攪拌2-30min;然后將稱取好的交聯(lián)劑加入物 料1中，攪拌l-l〇min ;再將稱取好的添加劑加入物料1中，攪拌l-10min;最后將加速劑加入 物料2中，攪拌3-1 Omin，得物料2;
[0021] (3)將步驟(2)所得物料2填入空心塑料管內(nèi)，待其在塑料管內(nèi)凝固后，取出凝固的 物料，并將凝固的物料切割成顆粒狀，即得所述水處理用微生物固定化顆粒。
[0022]可選的，步驟(3)中所述空心塑料管采用聚氯乙烯管。
[0023]可選的，步驟(3)所得微生物固定化顆粒浸泡于磷酸鹽緩沖液中備用。
[0024]本發(fā)明提供的用于污水處理的微生物固定化顆粒，采用聚乙二醇為包埋材料，通 過麥飯石或活性炭作為輔助載體，使微生物去除與物理吸附相互配合，并利用過硫酸鉀、山 梨糖醇與飽和硼砂溶液相互反應(yīng)，并經(jīng)四甲基乙二胺加速凝固后得到，利于微生物固定、繁 殖，進而實現(xiàn)將其投入工業(yè)廢水中，可以更好的實現(xiàn)去除廢水中污染物的目的。
[0025]另外，本發(fā)明中采用聚乙二醇作為包埋材料，由于其對微生物活性影響較小，形成 聚合物后可包埋細菌濃度高，且操作方便，易被固定化；由于麥飯石有利于提高微生物的生 物活性，活性炭具有高吸附能力，二者均可提高固定化顆粒的強度，輔助載體采用麥飯石或 活性炭，即可提高顆粒強度，同時還可提高殼體的吸附能力。
[0026] 本發(fā)明提供的微生物固定化顆粒的制備方法，將該配方所有物料在燒杯中混合， 添加加速劑三到五分鐘后凝固，在凝固前將混合物料移入空心塑料管中便于固定成型，凝 固后從空心塑料管中取出，切割成顆粒。該方法便于成型，且成型后切割方便，所得顆粒形 狀一致、大小均勻。
[0027] 本發(fā)明提供的制備方法還具有以下優(yōu)點：
[0028] 1、本發(fā)明還限定所用空心塑料管為聚氯乙烯管，因為聚氯乙烯材質(zhì)不會對微生物 活性及顆粒形成產(chǎn)生影響，提高了所得微生物固定化顆粒的生物活性和成型效果；
[0029] 2、采用磷酸鹽緩沖液對微生物固定化顆粒進行清洗，可以使其表面平整，更好地 保持生物活性，同時，可以洗去浮于表面的少量未能凝固的聚乙二醇；
[0030] 3、限定所用微生物固定化顆粒不用的時候，浸泡于磷酸鹽緩沖液中，由于磷酸鹽 緩沖液具有鹽平衡、可調(diào)整適宜pH值的緩沖作用，不會破壞生物蛋白的結(jié)構(gòu)及生物特性，對 完整的、具有活性的物質(zhì)能保證其在最適條件下參與生物反應(yīng)。
【具體實施方式】 [0031] 實施例1
[0032] 一種水處理用微生物固定化顆粒，按重量百分比由以下原料制成：
[0033] 菌懸液20ml，聚乙二醇15ml，粒徑為100-200目的粉末麥飯石3g，過硫酸鉀0.25g， 山梨糖醇lg，飽和硼砂溶液2ml，四甲基乙二胺0.35ml，其余為水。
[0034] 所述水處理用微生物固定化顆粒的直徑為5mm，所述顆粒上具有直徑為0.1-0.5μπι 的微孔;所述顆粒為柱狀顆粒。
[0035]上述的水處理用微生物固定化顆粒的制備方法，包括以下步驟：
[0036] (1)按上述重量份稱取原料，并將聚乙二醇、粉末麥飯石和菌懸液攪拌30min，使其 溶解，得物料1;
[0037] (2)將稱取好的過硫酸鉀加入物料1中，攪拌20min，使其溶解;然后將稱取好的山 梨糖醇加入物料1中，攪拌6min，使其溶解;再將稱取好的添加劑硼砂溶液加入物料1中，攪 拌lOmin，使其溶解;最后將四甲基乙二胺加入物料2中，攪拌7min，使其溶解，得物料2;
[0038] (3)將步驟(2)所得物料2用填入直徑微5mm的聚氯乙烯管內(nèi)，3min后凝固，形成圓 柱狀物料，然后將凝固后的圓柱狀物料從聚氯乙烯管中取出，并將其切割成大小均勻的圓 柱狀顆粒，并將該圓柱顆粒表面不平整的部分用磷酸鹽緩沖液進行洗滌，即得所述水處理 用微生物固定化顆粒，得到的微生物固定化顆粒不用時，放置于磷酸鹽緩沖液中浸泡保存。 [0039] 實施例2
[0040] -種水處理用微生物固定化顆粒，按重量百分比由以下原料制成：
[0041 ]菌懸液10g，聚乙二醇20g，粒徑為100-200目的粉末麥飯石5g，過硫酸鉀2g，山梨糖 醇0.5g，飽和硼砂溶液3g，四甲基乙二胺0. lg，其余為水。
[0042] 所述水處理用微生物固定化顆粒的直徑為3mm