申请日2018.09.07
公开(公告)日2019.01.11
IPC分类号C02F3/34; C02F1/56
摘要
本发明属于污水处理的技术领域，提供了一种用于污水处理的硅藻土基微生物絮凝剂及制备方法。该方法先将硅藻土进行预处理，然后加入含枯草芽孢杆菌、假单胞菌、节杆菌的混合菌体溶液，碳酸钠溶液冷冻干燥，滴加饱和氯化钙进行振荡并静置，再过滤、洗涤，制得硅藻土固定化的微生物絮凝剂。与传统方法相比，本发明的制备的微生物絮凝剂，培育过程简单，产率高，制备成本低，同时利用硅藻土固定微生物絮凝剂，具有细胞密度高、生物活性高、稳定性强、微生物流失少、产物分离容易、剩余污泥少等优点，处理高矿化度和高硬度的废水具有良好的絮凝效果，絮凝活性高、用量少、无二次污染。
权利要求书
1.一种用于污水处理的硅藻土基微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，先将硅藻土进行预处理，然后加入含枯草芽孢杆菌、假单胞菌、节杆菌的混合菌体溶液和碳酸钠溶液，滴加饱和氯化钙进行振荡并静置，再过滤、洗涤，制得硅藻土固定化的微生物絮凝剂，制备的具体步骤如下：
(1)将硅藻土洗涤，制得预处理的硅藻土;
(2)将处理后的硅藻土与含有枯草芽孢杆菌、假单胞菌、节杆菌的混合菌体溶液，5%质量浓度的碳酸钠溶液，搅拌均匀，冷冻干燥，得到预固定的微生物菌;将饱和氯化钙溶液滴入预固定的微生物菌，先恒温振荡，再静置一段时间，滤出颗粒物，采用无菌水洗涤，制得硅藻土固定化的微生物絮凝剂。
2.根据权利要求1所述一种用于污水处理的硅藻土基微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述硅藻土的尺寸为100~150μm。
3.根据权利要求1所述一种用于污水处理的硅藻土基微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述硅藻土洗涤先采用稀硫酸洗涤，再用水洗涤。
4.根据权利要求1所述一种用于污水处理的硅藻土基微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述各原料的重量份为，硅藻土10~20重量份、混合菌体溶液75~88重量份、碳酸钠溶液10-15份、饱和氯化钙溶液5-10重量份。
5.根据权利要求1所述一种用于污水处理的硅藻土基微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述混合菌体溶液中，菌体在溶液中总的质量浓度为3~6%，其中，枯草芽孢杆菌、假单胞菌、节杆菌的质量比为1~1.5:2~3:1。
6.根据权利要求1所述一种用于污水处理的硅藻土基微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述恒温振荡的温度为40~50℃，时间为40~80min。
7.根据权利要求1所述一种用于污水处理的硅藻土基微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述静置的时间为3~5h。
8.权利要求1~7任一项所述制备方法制备得到的硅藻土固定化的微生物絮凝剂。
说明书
一种用于污水处理的硅藻土基微生物絮凝剂及制备方法
技术领域
本发明属于污水处理的技术领域，提供了一种用于污水 处理的硅藻土基微生物絮凝剂及制备方法。
背景技术
在当今环境问题中，水环境污染的问题相当难避免,水体污染治理已成为人们头疼的一大难题。尤其是近期全球科技和工农业生产的发展还带来了一些无法预料的新污染物质，如农药、增塑剂、洗涤剂等。因此，污水处理成为当今社会无法忽视的重要课题。
水处理的方法包括物理法、化学法和生物法等多种，对发展工业生产、提高产品质量，保护人类环境、维护生态平衡具有重要的意义。在各种水处理技术中，预处理方法一般采用混凝、沉淀法，其中最重要的环节是投加絮凝剂实现固液分离，并去除水中污染物。但是常规絮凝剂存在一定毒性，不易降解，造成二次污染等问题。因此，微生物絮凝剂作为一种新型无毒无害的水处理剂恰好可以克服常规絮凝剂的缺陷。
目前对于微生物絮凝剂国内外研究较多的仅局限于实验室规模，主要研究方向包括微生物絮凝剂产生菌的筛选;培养条件的优化，包括培养基成分、pH、温度等对微生物絮凝剂产率的影响;微生物絮凝剂的提纯;絮凝剂理化性质及絮凝机理的研究等。目前报道的用于生产微生物絮凝剂的有酱油曲霉、枯草芽孢杆菌、曲霉寄生菌、克雷伯氏菌和地衣芽孢杆菌等。
目前国内外在污水处理技术，尤其是微生物速凝剂污水处理方面已取得了一定成效。其中李春腾等人发明了一种微生物絮凝剂(中国发明专利申请号201711460124.8)，在微生物絮凝剂中接枝丙烯酰胺和N,N′—亚甲基双丙烯酰胺，微生物絮凝剂由保藏号为CCTCC M2013305的假单胞菌DLXN-1和保藏号为CCTCC M2013306的芽孢杆菌DLXN-2发酵产生;该发明提出的一种微生物絮凝剂，具有微生物絮凝剂无毒、环保、安全的特性，与未经改性的微生物絮凝剂相比，其与合成有机高分子絮凝剂单体的接枝共聚增加其结构的交联度及复杂程度，提高其扫捕能力，阳离子化改性使其对金属等离子的吸附能力大大增加，这都使得该种接枝共聚阳离子复合型微生物絮凝剂的絮凝能力大大增加。另外，卢梅雅发明了一种微生物絮凝剂及其制备方法和应用(中国发明专利申请号201711063441.6)，制备方法包括：(1)在粗纤维原料中接种产絮菌，进行好氧发酵，获得一级发酵物;(2)在一级发酵产物中接种巴氏梭菌CGMCC1.208，进行厌氧发酵，获得二级发酵物;(3)待二级发酵物的含水量降至25~30%后，在二级发酵物中接种粘细菌，制成含水量在40%以下、pH为6~8的三级发酵基质;(4)进行好氧发酵，获得三级发酵物;(5)利用乙酸乙酯对三级发酵物进行浸提，取浸提液，过滤取清液，干燥，获得所述微生物絮凝剂。
可见，现有技术中的用于污水处理的微生物絮凝剂，存在培养过程繁杂、产率低、性质不稳定、制备成本较高、絮凝沉淀效果不佳等缺点。
发明内容
针对这种情况，我们提出一种用于污水处理的硅藻土基微生物絮凝剂及制备方法，可显著提高微生物絮凝剂的细胞密度和生物活性，絮凝活性高，污水处理效果好，并且制备过程简单，成本低廉。
为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：
一种用于污水处理的硅藻土基微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，先将硅藻土进行预处理，然后加入含枯草芽孢杆菌、假单胞菌、节杆菌的混合菌体溶液和碳酸钠溶液，滴加饱和氯化钙进行振荡并静置，再过滤、洗涤，制得硅藻土固定化的微生物絮凝剂，制备的具体步骤如下：
(1)将硅藻土洗涤，制得预处理的硅藻土;
(2)将处理后的硅藻土与含有枯草芽孢杆菌、假单胞菌、节杆菌的混合菌体溶液，5%质量浓度的碳酸钠溶液，搅拌均匀，冷冻干燥，得到预固定的微生物菌;将饱和氯化钙溶液滴入预固定的微生物菌，先恒温振荡，再静置一段时间，滤出颗粒物，采用无菌水洗涤，制得硅藻土固定化的微生物絮凝剂。
步骤(1)所述硅藻土的尺寸为100~150μm。
步骤(1)所述硅藻土洗涤先采用稀硫酸洗涤，再用水洗涤。
步骤(2)所述各原料的重量份为，硅藻土10~20重量份、混合菌体溶液75~88重量份、碳酸钠溶液10-15份、饱和氯化钙溶液5-10重量份。
步骤(2)所述混合菌体溶液中，菌体在溶液中总的质量浓度为3~6%，其中，枯草芽孢杆菌、假单胞菌、节杆菌的质量比为1~1.5:2~3:1。
步骤(2)所述恒温振荡的温度为40~50℃，时间为40~80min。
步骤(2)所述静置的时间为3~5h。
微生物絮凝剂是一类由细菌、霉菌、放线菌等微生物在生长过程中产生的具有絮凝活性的高分子化合物，其化学组成为多糖、糖蛋白、蛋白质、纤维素、DNA等，具有无毒、无害、无二次污染的特点，能满足安全、无毒、可生物降解的要求。本发明通过对微生物絮凝剂产生菌复合菌群的应用，可使微生物在混合培养过程中，不仅可以通过合作促进絮凝剂产生，而且使得混合菌对环境适应能力增强。
本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的用于污水处理的硅藻土基微生物絮凝剂。该微生物絮凝剂是将硅藻土吸附微生物菌，并符合碳酸钠溶液，冷冻干燥后对微生物菌预固定，然后滴加饱和氯化钙溶液，通过碳酸钙的形成，将微生物菌牢固固定在硅藻土。
本发明一种用于污水处理的硅藻土基微生物絮凝剂及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1.本发明制备的微生物絮凝剂，在污水处理领域具有极好的应用前景。
2.本发明的制备方法，利用混合菌体所得发酵液的絮凝效果好，培育过程简单，产率高，制备成本低。
3.本发明的制备方法，将微生物絮凝剂固定于颗粒载体，可使其在较长时间内保持较高的活性，增加絮凝效果的同时加快了沉降速度。
4.本发明的制备方法，通过利用硅藻土得到的固定化微生物絮凝剂具有细胞密度高、生物活性高、稳定性强、微生物流失少、产物分离容易、剩余污泥少等优点，处理高矿化度和高硬度的废水具有良好的絮凝效果，絮凝活性高、用量少、无二次污染。