申请日2018.05.24
公开(公告)日2018.11.13
IPC分类号C12N11/10; C12N11/08; C02F3/34; C02F103/00
摘要
本发明实施例提供了一种用于处理高氮废水的微生物固定化菌剂，包括粉末状可生物降解碳源、粘合剂和微生物菌，粉末状可生物降解碳源和粘合剂形成颗粒，微生物菌分散在颗粒的内部和/或表面。本发明实施例还提供了上述微生物固定化菌剂的制备方法，包括以下步骤：将可生物降解碳源原料干燥并研磨后，得到粉末状可生物降解碳源;将微生物菌富集液喷雾到粉末状可生物降解碳源上，混合均匀后干燥，得到混合物;将粘合剂的水溶液加入所得混合物，搅拌均匀后得到固定化菌剂前体;将固定化菌剂前体经造粒后处理，干燥后制得微生物固定化菌剂。本发明实施例提供的微生物固定化菌剂，能够有效降低高氮低碳水质水体中的总氮。
翻译权利要求书
1.一种用于处理高氮废水的微生物固定化菌剂，其特征在于，包括粉末状可生物降解碳源、粘合剂和微生物菌;所述粉末状可生物降解碳源和粘合剂形成颗粒，所述微生物菌均匀分散在颗粒的内部和表面;
所述粉末状可生物降解碳源包括：聚丁二酸丁二醇酯、聚-β-羟基丁酸酯、聚-β-羟基戊酸酯、聚羟基烷酸酯、聚乳酸、聚己内酯中的至少一种;
所述粘合剂选自淀粉、糯米粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、多聚脲甲醛、海藻胶、海藻酸钠中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的固定化菌剂，其特征在于，所述粉末状可生物降解碳源与粘合剂的质量比为100：1～30。
3.根据权利要求1所述的固定化菌剂，其特征在于，所述粉末状可生物降解碳源的平均粒度为25～150um。
4.根据权利要求1所述的微生物固定化菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将可生物降解碳源原料干燥并研磨后，得到粉末状可生物降解碳源;所述粉末状可生物降解碳源包括：聚丁二酸丁二醇酯、聚-β-羟基丁酸酯、聚-β-羟基戊酸酯、聚羟基烷酸酯、聚乳酸、聚己内酯中的至少一种;
B、将微生物菌富集液喷雾到所述粉末状可生物降解碳源上，混合后干燥，得到微生物菌与粉末状可生物降解碳源的混合物;
C、将粘合剂的水溶液加入所得混合物，搅拌后得到固定化菌剂前体;所述粘合剂选自淀粉、糯米粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、多聚脲甲醛、海藻胶、海藻酸钠中的至少一种;
D、将所述固定化菌剂前体经造粒后处理，干燥后制得所述微生物固定化菌剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述粉末状可生物降解碳源与粘合剂的质量比为100：1～30。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述可生物降解碳源原料的干燥温度为25～100℃，干燥时间3～24小时。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述微生物菌富集液的体积与粉末状可生物降解碳源的质量之比为1：1.5～3ml/g，所述微生物菌富集液的菌种浓度为108～1011cells/mL。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述粘合剂的水溶液的制备方法为：
在去离子水中加入粘合剂，然后在25～70℃的水浴锅中以70～100rpm的转速连续搅拌0.5～2小时，冷却至25～45℃后制得粘合剂的水溶液。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：
将所述固定化菌剂前体制成圆形、柱形或方形颗粒，在4～25℃条件下干燥固化12～24小时，制得所述微生物固定化菌剂。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述可生物降解碳源原料的制备方法为：
将淀粉与聚丁二酸丁二醇酯、聚-β-羟基丁酸酯、聚-β-羟基戊酸酯、聚羟基烷酸酯、聚乳酸、聚己内酯中的至少一种共混，制得可生物降解碳源原料。
说明书
一种用于处理高氮废水的微生物固定化菌剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及黑臭水体处理技术领域，特别是涉及一种用于处理高氮废水的微生物固定化菌剂及其制备方法。
背景技术
黑臭水体是河道、湖泊受污染后形成的水体。黑臭水体水质多体现为氨氮、总氮较高、COD有机物指标较低，常规处理方法对氨氮有很好的去除效果，但对总氮没有明显的效果，这是由于常规处理方法通常只能将废水中的氨氮转化为硝态氮，难以进一步转化为氮气。并且，黑臭水体中通常碳氮比偏低，水体营养失衡，导致水生生物大量死亡，微生态圈遭到破坏，水体失去自净能力，这进一步导致河道水体变黑变臭。
目前用于黑臭水体修复的技术主要为物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术，其中生物修复技术具有环境友好、生态节能的优点，是最具发展前景的修复技术。生物修复是指利用特定的生物，吸收、转化、清除或降解河道中的污染物，从而使受污染水体能够部分或完全地恢复到原初状态的生物措施。现有的生物修复技术一般是将大量菌剂投撒到黑臭水体中，靠菌剂的自驯化和自修复能力来使水体恢复，或者人为通过加大水体曝气增加水体溶解氧，改善水质条件。
微生物在分解水体中的氮元素时，通常是将氨氮转化为硝态氮，再将硝态氮转化为氮气，氮气逸出水体，从而使水体中的总氮下降。但是，现有的生物修复技术所采用的微生物固定化技术，载体通常只含有吸附材料和载体材料，研究发现，这种微生物菌剂投放到水中后，在黑臭水体中通常只能将氨氮转化为硝态氮，无法或只有少部分进一步转化为氮气，因此只能对氨氮有较好的去除作用，对总氮的去除效果不明显，尤其难以去除高氮低碳水质水体中的总氮，致使水体的总氮居高不下。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种用于处理高氮废水的微生物固定化菌剂及其制备方法，以实现降低高氮低碳水质水体中的总氮。具体技术方案如下：
一种用于处理高氮废水的微生物固定化菌剂，包括粉末状可生物降解碳源、粘合剂和微生物菌;所述粉末状可生物降解碳源和粘合剂形成颗粒，所述微生物菌均匀分散在颗粒的内部和表面;
所述粉末状可生物降解碳源包括：聚丁二酸丁二醇酯、聚-β-羟基丁酸酯、聚-β-羟基戊酸酯、聚羟基烷酸酯、聚乳酸、聚己内酯中的至少一种;
所述粘合剂选自淀粉、糯米粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、多聚脲甲醛、海藻胶、海藻酸钠中的至少一种。
可选地，所述粉末状可生物降解碳源与粘合剂的质量比为100：1～30。
可选地，所述粉末状可生物降解碳源的平均粒度为25～150um。
一种用于处理高氮废水的微生物固定化菌剂的制备方法，包括以下步骤：
A、将可生物降解碳源原料干燥并研磨后，得到粉末状可生物降解碳源;所述粉末状可生物降解碳源选自聚丁二酸丁二醇酯、聚-β-羟基丁酸酯、聚-β-羟基戊酸酯、聚羟基烷酸酯、聚乳酸、聚己内酯中的至少一种;
B、将微生物菌富集液喷雾到所述粉末状可生物降解碳源上，混合后干燥，得到微生物菌与粉末状可生物降解碳源的混合物;
C、将粘合剂的水溶液加入所得混合物，搅拌后得到固定化菌剂前体;所述粘合剂选自淀粉、糯米粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、多聚脲甲醛、海藻胶、海藻酸钠中的至少一种;
D、将所述固定化菌剂前体经造粒后处理，干燥后制得所述微生物固定化菌剂。
可选地，所述粉末状可生物降解碳源与粘合剂的质量比为100：1～30。
可选地，步骤A中，所述可生物降解碳源原料的干燥温度为25～100℃，干燥时间3～24小时。
可选地，步骤B中，所述微生物菌富集液的体积与粉末状可生物降解碳源的质量之比为1：1.5～3ml/g，所述微生物菌富集液的菌种浓度为108～1011cells/mL。
可选地，所述粘合剂的水溶液的制备方法为：
在去离子水中加入淀粉、糯米粉、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、多聚脲甲醛、海藻胶、海藻酸钠的至少一种，然后在25～70℃的水浴锅中以70～100rpm的转速连续搅拌0.5～2小时，冷却至25～45℃后制得粘合剂的水溶液。
可选地，所述步骤D具体包括：
将所述固定化菌剂前体制成圆形、柱形或方形颗粒，在4～25℃条件下干燥固化12～24小时，制得所述微生物固定化菌剂。
可选地，所述可生物降解碳源原料的制备方法为：
将淀粉与聚丁二酸丁二醇酯、聚-β-羟基丁酸酯、聚-β-羟基戊酸酯、聚羟基烷酸酯、聚乳酸、聚己内酯中的至少一种共混，制得可生物降解碳源原料。
本发明实施例提供的一种用于处理高氮废水的微生物固定化菌剂，该菌剂中包括粉末状可生物降解碳源、粘合剂和微生物菌，其中，粉末状可生物降解碳源含有大量碳元素，尤其是对高氮低碳水质的黑臭水体，能够提高水体的碳氮比，从而创造更有利于菌剂中微生物菌扩繁的条件，使微生物菌大量扩增，从而利用微生物菌将水体中的氨氮转化为硝态氮再转化为氮气，达到降低水体总氮的效果，实现对黑臭水体的修复。