一種微生物固定化絲瓜絡(luò)及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水處理技術(shù)，特別涉及一種微生物固定化絲瓜絡(luò)及其制備方法和應(yīng) 用。
【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，將游離細(xì)胞或酶定位于限定的區(qū)域， 使其保持活性并可反復(fù)利用的方法。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，易造成二次污染的缺點(diǎn)，保持了效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)、能純化和保持高效菌種的優(yōu)點(diǎn)， 在廢水處理領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 但在實(shí)際應(yīng)用過程中，如何固定、使用何種載體使固定化微生物較長(zhǎng)時(shí)間的保持 一定強(qiáng)度和活性，降低固定化的成本，延長(zhǎng)固定微生物的使用壽命，是該技術(shù)在污水處理中 得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵?，F(xiàn)階段常用的載體有無機(jī)載體、天然高分子載體和合成有機(jī)高分子 載體。無機(jī)載體有多孔玻璃、硅藻土、活性炭、石英砂等，無機(jī)載體常用于吸附法，高質(zhì)量無 機(jī)載體的指標(biāo)之一是具有較大的表面積，但吸附法中微生物與無機(jī)載體結(jié)合不牢固，易脫 落，吸附數(shù)量不多；天然高分子載體有瓊脂、海藻酸鈣、角叉萊膠等，它們無生物毒性，傳質(zhì) 性好，但強(qiáng)度較低，在厭氧條件下易被生物分解;合成有機(jī)高分子載體有ACAM、PVA、聚乙酰 幾丁酯、光敏聚乙烯醇等，一般強(qiáng)度較好，但傳質(zhì)性能較差，包埋后對(duì)細(xì)胞活性有影響。
[0004] 綜上所述，這些已有的載體材料作為微生物固定化載體，一方面固定化效果不夠 好、易損耗、易失活，另一方面人工載體的生產(chǎn)和使用過程中對(duì)環(huán)境容易造成危害，不環(huán)保。 所以選擇合適的載體固定微生物在現(xiàn)階段工業(yè)廢水、生活污水處理領(lǐng)域顯得尤為重要，而 且在地下水污染原位修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域:微生物滲透性反應(yīng)墻技術(shù)，微生物固定在多孔網(wǎng)格框 架結(jié)構(gòu)載體中是這一技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，目前還沒有人使用這一技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種高密度天然絲瓜絡(luò)為微生物固定化載體處理廢水的方 法，以多孔絲瓜絡(luò)為載體介質(zhì)，以厭氧微生物作為固定化菌源，通過吸附的方法固定游離微 生物，固定化效果好，不易損耗、不易失活、價(jià)格低廉、對(duì)環(huán)境無危害而且應(yīng)用領(lǐng)域不受限 制，可廣泛應(yīng)用在工業(yè)廢水、生活污水以及地下水的修復(fù)處理中。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過以下方案來實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種微生物固定化絲瓜絡(luò)的制備方法，其步驟包括：
[0008] (1)將好氧污泥作為接種污泥，密閉狀態(tài)下靜置，沉淀后取底泥，加入營(yíng)養(yǎng)液稀釋， 制成微生物懸濁液，30°C恒溫馴化培養(yǎng)，形成厭氧顆粒污泥；
[0009] (2)將洗凈的高密度天然絲瓜絡(luò)于48-52°C烘22-25小時(shí)，冷卻后干燥保存，制成絲 瓜絡(luò)載體，備用;優(yōu)選的，將洗凈的高密度天然絲瓜絡(luò)50°C烘24小時(shí)，冷卻后干燥保存，制成 絲瓜絡(luò)載體。
[0010] (3)將步驟（1)中制備的厭氧顆粒污泥與營(yíng)養(yǎng)液的混合形成混合液，將步驟(2)中 制備的絲瓜絡(luò)載體浸泡在混合液中，密封30°C恒溫培養(yǎng)14-17天，形成微生物固定化絲瓜 絡(luò)。
[0011] 所述步驟（1)中，恒溫馴化培養(yǎng)的過程為，每7天為一個(gè)周期，將體積百分比為20-25%微生物懸浮液替換成營(yíng)養(yǎng)液，同時(shí)加入有機(jī)溶液儲(chǔ)備液，持續(xù)2個(gè)月即可馴化完成;后 期保存，以一個(gè)月為周期，將體積百分比為45-50%的微生物懸浮液替換成營(yíng)養(yǎng)液，同時(shí)加 入有機(jī)溶液儲(chǔ)備液，此過程可長(zhǎng)期保存該馴化污泥。所述有機(jī)溶液儲(chǔ)備液中的有機(jī)物為實(shí) 際應(yīng)用于廢水處理中的欲清除的有機(jī)物。
[0012] 所述步驟(2)中，高密度天然絲瓜絡(luò)的洗凈過程為，將高密度天然絲瓜絡(luò)浸沒于去 離子水中22-26小時(shí)后用去離子水洗滌1-2次，超聲震蕩后用去離子洗滌1-2次，以便完全去 除絲瓜絡(luò)表面雜質(zhì)和灰塵。
[0013] 所述步驟(2)中，高密度天然絲瓜絡(luò)的最高保水量為ΙΟ-llg水/g載體，脫水時(shí)的保 水量為3_4g水/g載體，懸浮物附著量為0.2-0.3g/g載體。
[0014] 所述步驟(2)中，高密度絲瓜絡(luò)的不規(guī)則蜂窩孔的直徑為185-205μπι，溝壑寬度為 18-22μπι，這對(duì)于微生物的固定和寄宿提供了很好的天然條件，有利于微生物的固定。
[0015] 所述步驟(3)中，厭氧顆粒污泥懸浮液、營(yíng)養(yǎng)液和絲瓜絡(luò)載體的加入量配比為1L: lL:10-20g;優(yōu)選的，厭氧顆粒污泥懸浮液、營(yíng)養(yǎng)液和絲瓜絡(luò)載體的加入量配比為1L:1L: l〇g。該厭氧顆粒污泥懸浮液的濃度為3.43g/L。
[0016] 合適的配比，有利于微生物的固定。
[0017] 所述營(yíng)養(yǎng)液中含有無機(jī)鹽溶液，微量元素溶液、乳酸鈉及質(zhì)量濃度為10%的酵母 膏溶液。
[0018] 以每升營(yíng)養(yǎng)液計(jì)，微量元素溶液為6.7mL、乳酸鈉為0.72mL，酵母膏溶液為lmL，其 余為無機(jī)鹽溶液。
[0019] 其中，每升營(yíng)養(yǎng)液中，無機(jī)鹽溶液的各組分濃度為：NH4Cl(0.32g · (0.5g · L_1),CaCl2(0.1g · L_1),MgS〇4 · 7H20(0.4g · Γ1) ,NaHC03( 1.2g · Γ1)；
[0020] 其中，每升營(yíng)養(yǎng)液中，微量元素溶液的各組分濃度為:FeS〇4 · 7H20(0.4g · I/1)， C0CI2 · 6H20(0.32g · L-〇，H3B03(0.01g · L-〇，ZnS〇4 · 7H20(0.2g · L-3，CuS〇4 · 5H20 (0.04g · L-3，NiS〇4 · 6H20(0.2g · L-〇，MnCl2 · 4H20(0. lg · L-〇，（NH4)6M〇7〇24 · 4H20 (0.025g · L-4。
[0021 ] 通過上述制備方法可制備獲得微生物固定化絲瓜絡(luò)。
[0022] 上述微生物固定化絲瓜絡(luò)在廢水處理中的應(yīng)用。優(yōu)選的，所述微生物固定化絲瓜 絡(luò)和廢水的用量比為5g:lL。
[0023] 本發(fā)明的有益效果是：
[0024] 1、本發(fā)明采用高密度天然絲瓜絡(luò)作為微生物載體，具有非常優(yōu)異的親水性，能很 快吸水并沉入水底，不會(huì)漂浮在水面上。而且比高分子載體具有更好的穩(wěn)定性，這對(duì)于微生 物的固定更有優(yōu)勢(shì)。而且本發(fā)明采用的高密度天然絲瓜絡(luò)在脫水條件還是沒有脫水的條件 下，始終具有非常高的保水量，其保水量明顯高于目前使用最多的高分子商業(yè)載體;同時(shí)高 密度天然絲瓜絡(luò)具有致密、復(fù)雜交錯(cuò)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，SS附著量高，所以，采用高密度天然絲瓜 絡(luò)作為微生物載體，對(duì)于微生物的固定效果更佳。從而提高了廢水的處理能力。
[0025] 2、本發(fā)明微生物固定化絲瓜絡(luò)的磨損系數(shù)小，具有很好的機(jī)械耐磨性，使用壽命 長(zhǎng)，降低了使用成本。
[0026] 3、本發(fā)明微生物固定化絲瓜絡(luò)可應(yīng)用于廢水處理中，對(duì)于有機(jī)物的清除效果非常 好，而且原料成本低、廢水處理效率高，對(duì)環(huán)境無危害，環(huán)保。
【附圖說明】
[0027] 圖1為實(shí)施例1中微生物固定化絲瓜絡(luò)的電鏡圖，其中圖la和圖lb分別為空白絲瓜 絡(luò)的截面和表面電鏡圖，圖lc和圖Id分別為固定化厭氧顆粒污泥微生物后的絲瓜絡(luò)的截面 和表面電鏡圖，圖le為表固定化上清液游離微生物后的絲瓜絡(luò)表面電鏡圖。
[0028] 圖2為實(shí)施例2中四種不同載體固定微生物后對(duì)TCA的去除效果對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0030] 本實(shí)施例中用到的接種污泥采用上海閔行水質(zhì)凈化廠二次沉淀池的回流好氧污 泥作為接種污泥。
[0031] 以每升營(yíng)養(yǎng)液計(jì)，微量元素溶液為6.7mL、乳酸鈉為0.72mL，酵母膏溶液為lmL，其 余為無機(jī)鹽溶液。每升營(yíng)養(yǎng)液中，無機(jī)鹽溶液的各組分濃度為:NH4Cl(0.32g · I/1)，KH2P〇4 (0.5g · L-ihCaCldO.lg · L-ihMgSCk · 7H20(0.4g · L-ihNaHCOXlJg · L-每升營(yíng)養(yǎng)液 中，微量元素溶液的各組分濃度為:FeS〇4 · 7H20(0.4g · L-ICoCh · 6H20(0.32g · L-3， H3B03(0.01g · L-3，ZnS〇4 · 7H20(0.2g · L-〇，CuS〇4 · 5H20(0.04g · L-3，NiS〇4 · 6H2O (0.2g · L-4，MnCl2 · 4H20(0.1g · L-0,(^4)61^7024 · 4H20(0.025g · L-
[0032] 實(shí)施例1
[0033] (1)厭氧顆粒污泥的制備：
[0034] 從水質(zhì)凈化廠取回的好氧污泥在密閉狀態(tài)下放在室內(nèi)靜置3天，倒掉上清液，取下 部底泥1500mL，用新鮮的營(yíng)養(yǎng)液500mL稀釋底泥，制成微生物懸濁液裝入三角燒瓶中，用橡 膠塞塞住瓶口，并用封口膜密封，另在橡膠篩上插一注射器針頭供排氣，于30°C的恒溫培養(yǎng) 箱中，馴化培養(yǎng)，形成厭氧顆粒污泥。
[0035]菌種的馴化培養(yǎng)過程：<