一种基于固定化微生物的水处理剂及其制备方法和应用技术

本申请涉及水处理的技术领域，具体公开了一种基于固定化微生物的水处理剂及其制备方法和应用。水处理剂包括以下重量份的组分：改性玄武岩微球90

【技术实现步骤摘要】
一种基于固定化微生物的水处理剂及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及水处理的
，更具体地说，它涉及一种一种基于固定化微生物的水处理剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]污水处理相关的处理药剂、处理方法和系统等是水处理行业一直以来重要的研究方向，其中重金属、氨氮、硝氮、总磷、COD和BOD是关键的处理指标。在处理污水时，往往添加一定的药剂实现污水中关键指标的降低；其中包括絮凝剂、吸附剂以及复合药剂等。
[0003]相关技术中，还有基于多孔材料结合微生物制备水处理材料用于水处理，该材料的具体制备原料是：微晶蜡、石蜡油、发泡剂、甘油、硅藻土、微生物、原油、营养物质和白炭黑；其中微晶蜡是主要的成孔材料，石蜡油和甘油是孔径调节剂，硅藻土和原油复合在一起为微生物提供养分；其制备方法为：将微晶蜡、白炭黑、硅藻土、石蜡油、发泡剂、甘油和原油在80℃下加热融化，混合均匀后降温，随后添加营养物质和微生物混合均匀后冷却得到的水处理材料。但是该材料存在的问题在于：反应过程中的高温对微生物活性有影响，因此当负载的微生物耐高温能力不佳时将无法使用；并且该材料为块状，处理比表面积较小，和粉末状处理剂相比处理效率相对低。
[0004]还有相关技术是仅仅将微生物负载在现有的多孔材料，例如：以生物炭、海藻酸钠和聚乙烯醇制备复合载体负载微生物，随后用于水处理；例如：以海藻酸钠和聚乙烯醇为载体负载微生物用于水处理；例如以改性陶粒负载微生物处理污水；例如以多孔碳化硅和多孔电气石陶瓷材料为载体负载微生物，以获得水处理的复合材料。但是以上材料存在的问题在于：由于微生物和载体材料和结合稳定性不佳，导致在载体上微生物的负载量不高，从而影响水处理效果，导致其对污水中氨氮、硝氮和总磷的处理效果还有待提高；此外，负载材料强度不够也会影响水处理材料的使用寿命。

技术实现思路

[0005]为了提高水处理效果和复合水处理剂的强度，本申请提供一种基于固定化微生物的水处理剂及其制备方法和应用。
[0006]第一方面，本申请提供一种基于固定化微生物的水处理剂，采用如下的技术方案：一种基于固定化微生物的水处理剂，包括以下重量份的组分：改性玄武岩微球90
‑
110份，水200
‑
250份，海藻酸钠4
‑
10份，微生物复合菌剂10
‑
15份，营养剂25
‑
30份以及钙剂3
‑
7份；所述改性玄武岩微球是将玄武岩微球以包括碱溶液处理玄武岩微球后再负载聚丙烯酸钠得到。
[0007]通过采用上述技术方案，玄武岩微球本身是无机物构成的多孔物质，其具有质地坚硬的优点，选择玄武岩微球作为负载微生物的载体，使得得到的水处理剂的强度高、使用寿命长。但是玄武岩微球是由无机物构成的，因此负载微生物的能力不佳，基于该问题，本申请以聚丙烯酸钠改性玄武岩微球，使得玄武岩微球的亲水性得以改善，而微生物在水中
易带负电，因此亲水性得以改善的玄武岩微球容易负载微生物。此外，以海藻酸钠进一步包覆负载的微生物，使得得到的水处理剂中的微生物能够更加稳定负载在玄武岩微球上。此外，与微生物一起被包覆负载的还有营养剂，并且由于玄武岩微球的多孔特性，使得进入玄武岩微球的孔隙中的微生物也能够及时获得营养物质，进而具有水处理活性；而存在于水处理剂上的微生物能够不断在后期获得营养物质使其生存，进而持续发挥水处理作用。该水处理剂具有污水处理高效且强度高、使用寿命长的优势。
[0008]本申请中，微生物复合菌剂中每种微生物含量为(1
‑
10)
×
10
10
cfu/g。
[0009]可选的，所述改性玄武岩微球采用包括以下步骤的方法制备得到：I、将玄武岩微球和碱溶液加热混合并反应，冷却后得到玄武岩微球分散液；II、将所述玄武岩微球分散液和聚丙烯酸钠在低温下混合，干燥，得到改性玄武岩微球；其中，所述聚丙烯酸钠的使用量是玄武岩微球重量的15
‑
25％。
[0010]通过采用上述技术方案，通过碱溶液处理完玄武岩微球后，使得其表面活化且粗糙度更大，因此有利于稳定负载微生物的同时还有利于负载聚丙烯酸钠，玄武岩微球的表面粗糙度变大后，比表面积变大，因此对微生物的负载量更大，从而在将该水处理剂用于污水处理时处理效率更高、效果更显著；加热混合的操作使得活化速度快且活化程度高，并且玄武岩微球的表面粗糙度更大；而低温下聚丙烯酸钠的负载，使得玄武岩亲水性优异，从而更有利于微生物的负载。
[0011]可选的，所述碱溶液的pH为8
‑
10；所述碱溶液的用量是玄武岩微球重量的10
‑
15％。
[0012]通过采用上述技术方案，选择适当pH的碱溶液，以控制玄武岩微球的表面粗糙度和活化程度，使得获得的玄武岩微球具有负载微生物的能力且其内部孔径不被过度破坏。玄武岩微球中的内部孔径为微生物的生长繁殖提供了空间，因此保证该孔径结构的稳定也是必要的。
[0013]可选的，I中加热温度为45
‑
65℃，反应时间为20
‑
40min。
[0014]可选的，II中低温为15
‑
20℃，混合时间为30
‑
60min。
[0015]可选的，所述微生物复合菌剂中含有氨氮去除菌、硝氮去除菌、聚磷菌、COD去除菌中的至少一种。
[0016]可选的，所述聚磷菌选自不动杆菌属、气单胞菌属、棒杆菌属和微丝菌中的至少一种。
[0017]可选的，所述氨氮去除菌选自光合细菌、芽胞杆菌、乳酸菌、酵母菌、亚硝化细菌、硝化细菌和蛭弧菌中的至少一种。
[0018]可选的，所述碱溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液中的任意一种。
[0019]可选的，所述营养剂包括微生物生长所需的碳源、氮源、微量元素和辅助生长因子；所述玄武岩微球的粒径为50
‑
150μm；所述钙剂选择为氯化钙或硝酸钙。
[0020]第二方面，本申请提供一种上述基于固定化微生物的水处理剂的制备方法，采用如下的技术方案：上述基于固定化微生物的水处理剂的制备方法，包括以下步骤：S1、将所述改性玄武岩微球、微生物复合菌剂、营养剂和配方量的水混合均匀，得
到混合液I；将所述钙剂溶解在水中得到饱和钙溶液；将所述海藻酸钠和所述混合液I混合均匀，得到混合液II；S2、于所述混合液II中加入所述饱和钙溶液，反应，分离，将固体干燥，得到水处理剂。
[0021]通过采用上述技术方案，首先将微生物复合菌剂、营养剂和改性玄武岩微球混合，使得微生物复合菌剂和营养剂首先进入改性玄武岩微球的内部孔径以及占据其内部孔径和表面。然后再混合海藻酸钠和钙剂，使得海藻酸钠发生胶凝，并且和钙剂接触的聚丙烯酸钠也进一步胶凝，使得微生物稳定负载在玄武岩微球上。这里需要注意的是，在将改性玄武岩微球、微生物复合菌剂、营养剂和配方量的水混合均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于固定化微生物的水处理剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：改性玄武岩微球90
‑
110份，水200
‑
250份，海藻酸钠4
‑
10份，微生物复合菌剂10
‑
15份，营养剂25
‑
30份以及钙剂3
‑
7份；所述改性玄武岩微球是将玄武岩微球以包括碱溶液处理玄武岩微球后再负载聚丙烯酸钠得到。2.根据权利要求1所述的基于固定化微生物的水处理剂，其特征在于，所述改性玄武岩微球采用包括以下步骤的方法制备得到：I、将玄武岩微球和碱溶液加热混合并反应，冷却后得到玄武岩微球分散液；II、将所述玄武岩微球分散液和聚丙烯酸钠在低温下混合，干燥，得到改性玄武岩微球；其中，所述聚丙烯酸钠的使用量是玄武岩微球重量的15
‑
25%。3.根据权利要求2所述的基于固定化微生物的水处理剂，其特征在于，所述碱溶液的pH为8
‑
10；所述碱溶液的用量是玄武岩微球重量的10
‑
15%。4.根据权利要求2所述的基于固定化微生物的水处理剂，其特征在于，I中加热温度为45
‑
65℃，反应时间为20
‑
40min。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博，童尧，于濣森，
申请(专利权)人：西安寒武纪石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：