包埋固定化微生物载体及其制备方法与污水处理方法技术

本发明专利技术提供一种包埋固定化微生物载体及其制备方法与污水处理方法。本发明专利技术的包埋固定化微生物载体的制备方法包括：将聚乙烯醇与海藻酸钠加入水中，加热使聚乙烯醇与海藻酸钠充分溶解，得到第一凝胶溶液，将所述第一凝胶溶液冷却至20℃‑40℃；提供菌液与产气化合物溶液，所述产气化合物为与氢离子反应能够产生气体的化合物；将所述菌液、所述产气化合物溶液、所述第一凝胶溶液混合均匀，得到第二凝胶溶液；提供交联剂，所述交联剂为含有氯化钙与硼酸的水溶液；将所述第二凝胶溶液逐滴滴入所述交联剂中，得到包埋固定化微生物载体，所述包埋固定化微生物载体为具有多孔隙结构的凝胶小球。

【技术实现步骤摘要】
包埋固定化微生物载体及其制备方法与污水处理方法
本专利技术涉及污水处理领域，尤其涉及一种包埋固定化微生物载体及其制备方法与污水处理方法。
技术介绍
随着我国制造工业的迅速崛起，机械加工、电镀及冶炼等工业在进行金属表面处理时，常常需要对金属表面进行洗涤，产生大量洗涤、冲淋废水。金属表面处理废水富含各种有机物、高磷、高氮及有毒有害重金属。高含量的氮不仅会引起水体的富营养化还会对人体健康造成严重损失，因此，对此类废水进行脱氮处理至关重要。现阶段国内外处理金属表面处理废水应用比较广泛的方法主要为化学法、生物法、生化结合法。金属表面处理废水中的氮多以硝态氮的形式存在，化学法可以很好地脱除水中的有毒有害物质及高磷，但无法实现对硝态氮很好的去除效果。传统的生物脱氮由于脱氮菌群生长较慢，容易随水流从系统中流失，因此难以维持生物反应器内较高的生物浓度，具有抗负荷冲击能力差、容积负荷率低等缺陷从而限制其大规模使用。
技术实现思路
采用固定化技术包埋活性污泥或菌剂的技术能够克服传统脱氮的不足。包埋固定化技术能针对性的对有效菌群进行固定，能够可选择性地提高泥龄，保持有效菌种的活性，大大提高处理效率，降低处理费用。本专利技术的目的在于提供一种包埋固定化微生物载体的制备方法，制得的包埋固定化微生物载体具有多孔隙结构，从而增强包埋固定化微生物载体的传质能力。本专利技术的目的还在于提供一种包埋固定化微生物载体，具有较强的传质能力。本专利技术的目的还在于提供一种污水处理方法，含氮化合物的脱除率极高，并且污水处理效率很高。为实现以上目的，本专利技术首先提供一种包埋固定化微生物载体的制备方法，包括：将聚乙烯醇与海藻酸钠加入水中，加热使聚乙烯醇与海藻酸钠充分溶解，得到第一凝胶溶液，将所述第一凝胶溶液冷却至20℃-40℃；提供菌液与产气化合物溶液，所述菌液为含有菌体的水溶液，所述产气化合物为与氢离子反应能够产生气体的化合物；将所述菌液、所述产气化合物溶液、所述第一凝胶溶液混合均匀，得到第二凝胶溶液；提供交联剂，所述交联剂为含有氯化钙与硼酸的水溶液；将所述第二凝胶溶液逐滴滴入所述交联剂中，得到包埋固定化微生物载体，所述包埋固定化微生物载体为具有多孔隙结构的凝胶小球。可选的，所述第一凝胶溶液中，聚乙烯醇的质量百分比为10％-15％，海藻酸钠的质量百分比为1％-3％；所述第二凝胶溶液中，所述菌体的质量百分比为15％-25％，所述产气化合物的质量百分比为0.3％-0.9％；所述交联剂中，硼酸的质量百分比为3％-5％，氯化钙的质量百分比为2％-6％。可选的，加热使聚乙烯醇与海藻酸钠充分溶解的方法为：将添加有聚乙烯醇与海藻酸钠的水加热至100℃-130℃，保持10分钟至50分钟；采用搅拌的方式使所述菌液、所述产气化合物溶液、所述第一凝胶溶液混合均匀；采用末端带有出液管的蠕动泵将所述第二凝胶溶液从所述交联剂的液面上方滴加至所述交联剂中；将所述第二凝胶溶液滴入所述交联剂中后，静置15小时以上。可选的，所述产气化合物包括碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸氨、碳酸氢氨中的一种或多种。优选的，所述产气化合物为碳酸氢钠。可选的，本专利技术的包埋固定化微生物载体的制备方法还包括：提供缓冲液，将所述包埋固定化微生物载体置于所述缓冲液中浸泡后，用水对所述包埋固定化微生物载体进行清洗。可选的，将所述包埋固定化微生物载体置于所述缓冲液中浸泡30分钟至2小时；所述缓冲液为磷酸二氢钾溶液，所述磷酸二氢钾溶液的浓度为0.03mol/L-0.07mol/L。本专利技术还提供一种采用上述方法制备的包埋固定化微生物载体。本专利技术还提供一种污水处理方法，包括：提供含有含氮化合物的污水与上述包埋固定化微生物载体，所述包埋固定化微生物载体中固定的微生物包含脱氮微生物，在所述污水中添加所述包埋固定化微生物载体，利用所述包埋固定化微生物载体对所述污水中的含氮化合物进行降解。可选的，所述污水的温度为20-40℃；所述污水的pH值为7-9；所述包埋固定化微生物载体与所述污水的体积比为10％-30％；所述污水中的碳氮比为1-3。本专利技术的有益效果：本专利技术的包埋固定化微生物载体的制备方法利用产气化合物溶液与交联剂中的硼酸反应生成气体，使制得的包埋固定化微生物载体具有多孔隙结构，从而增强包埋固定化微生物载体的传质能力。本专利技术的包埋固定化微生物载体具有多孔隙结构，因而具有较强的传质能力。本专利技术的污水处理方法采用上述具有多孔隙结构的包埋固定化微生物载体对污水中的含氮化合物进行降解，由于包埋固定化微生物载体具有较强的传质能力，因此含氮化合物的脱除率极高，并且污水处理效率很高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对本专利技术范围的限定。图1为本专利技术的包埋固定化微生物载体的制备方法的流程图。图2为碳酸氢钠浓度不同时本专利技术制得的包埋固定化微生物载体的传质性能比较图；图3为本专利技术的包埋固定化微生物载体在不同碳氮比条件下对金属表面处理废水的硝态氮去除情况；图4为本专利技术的包埋固定化微生物载体在不同碳氮比条件下对金属表面处理废水的氨氮去除情况；图5为本专利技术的包埋固定化微生物载体在不同碳氮比条件下对金属表面处理废水的亚硝态氮去除情况；图6为本专利技术的包埋固定化微生物载体在不同碳氮比条件下对金属表面处理废水的总氮去除情况；图7为本专利技术的包埋固定化微生物载体在不同碳氮比条件下对金属表面处理废水的COD去除情况；图8为本专利技术的包埋固定化微生物载体在不同填充率条件下对金属表面处理废水的硝态氮去除情况；图9为本专利技术的包埋固定化微生物载体在不同填充率条件下对金属表面处理废水的氨氮去除情况；图10为本专利技术的包埋固定化微生物载体在不同填充率条件下对金属表面处理废水的亚硝态氮去除情况；图11为本专利技术的包埋固定化微生物载体在不同填充率条件下对金属表面处理废水的总氮去除情况；图12为本专利技术的包埋固定化微生物载体在不同填充率条件下对金属表面处理废水的COD去除情况。具体实施方式如本文所用之术语：“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包埋固定化微生物载体的制备方法，其特征在于，包括：将聚乙烯醇与海藻酸钠加入水中，加热使聚乙烯醇与海藻酸钠充分溶解，得到第一凝胶溶液，将所述第一凝胶溶液冷却至20℃‑40℃；提供菌液与产气化合物溶液，所述菌液为含有菌体的水溶液，所述产气化合物为与氢离子反应能够产生气体的化合物；将所述菌液、所述产气化合物溶液、所述第一凝胶溶液混合均匀，得到第二凝胶溶液；提供交联剂，所述交联剂为含有氯化钙与硼酸的水溶液；将所述第二凝胶溶液逐滴滴入所述交联剂中，得到包埋固定化微生物载体，所述包埋固定化微生物载体为具有多孔隙结构的凝胶小球。

【技术特征摘要】
1.一种包埋固定化微生物载体的制备方法，其特征在于，包括：将聚乙烯醇与海藻酸钠加入水中，加热使聚乙烯醇与海藻酸钠充分溶解，得到第一凝胶溶液，将所述第一凝胶溶液冷却至20℃-40℃；提供菌液与产气化合物溶液，所述菌液为含有菌体的水溶液，所述产气化合物为与氢离子反应能够产生气体的化合物；将所述菌液、所述产气化合物溶液、所述第一凝胶溶液混合均匀，得到第二凝胶溶液；提供交联剂，所述交联剂为含有氯化钙与硼酸的水溶液；将所述第二凝胶溶液逐滴滴入所述交联剂中，得到包埋固定化微生物载体，所述包埋固定化微生物载体为具有多孔隙结构的凝胶小球。2.如权利要求1所述的包埋固定化微生物载体的制备方法，其特征在于，所述第一凝胶溶液中，聚乙烯醇的质量百分比为10％-15％，海藻酸钠的质量百分比为1％-3％；所述第二凝胶溶液中，所述菌体的质量百分比为15％-25％，所述产气化合物的质量百分比为0.3％-0.9％；所述交联剂中，硼酸的质量百分比为3％-5％，氯化钙的质量百分比为2％-6％。3.如权利要求1所述的包埋固定化微生物载体的制备方法，其特征在于，加热使聚乙烯醇与海藻酸钠充分溶解的方法为：将添加有聚乙烯醇与海藻酸钠的水加热至100℃-130℃，保持10分钟至50分钟；采用搅拌的方式使所述菌液、所述产气化合物溶液、所述第一凝胶溶液混合均匀；采用末端带有出液管的蠕动泵将所述第二凝胶溶液从所述交联剂的液面上方滴加至所述交联剂中；将所述第二凝胶溶液滴入所述交联...

【专利技术属性】
技术研发人员：董红红，周晓青，周小峰，杨庆，杨路滨，李海天，董林辉，蔡振山，
申请(专利权)人：深圳市长隆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44