一種微生物固定化絲瓜絡及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于水處理技術，特別涉及一種微生物固定化絲瓜絡及其制備方法和應 用。
【背景技術】
[0002] 固定化微生物技術是用化學或物理的手段，將游離細胞或酶定位于限定的區域， 使其保持活性并可反復利用的方法。固定化微生物技術克服了生物細胞太小，與水溶液分 離較難，易造成二次污染的缺點，保持了效率高、穩定性強、能純化和保持高效菌種的優點， 在廢水處理領域有廣闊的應用前景。
[0003] 但在實際應用過程中，如何固定、使用何種載體使固定化微生物較長時間的保持 一定強度和活性，降低固定化的成本，延長固定微生物的使用壽命，是該技術在污水處理中 得到廣泛應用的關鍵。現階段常用的載體有無機載體、天然高分子載體和合成有機高分子 載體。無機載體有多孔玻璃、硅藻土、活性炭、石英砂等，無機載體常用于吸附法，高質量無 機載體的指標之一是具有較大的表面積，但吸附法中微生物與無機載體結合不牢固，易脫 落，吸附數量不多；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 性好，但強度較低，在厭氧條件下易被生物分解;合成有機高分子載體有ACAM、PVA、聚乙酰 幾丁酯、光敏聚乙烯醇等，一般強度較好，但傳質性能較差，包埋后對細胞活性有影響。
[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和使用過程中對環境容易造成危害，不環保。 所以選擇合適的載體固定微生物在現階段工業廢水、生活污水處理領域顯得尤為重要，而 且在地下水污染原位修復技術領域:微生物滲透性反應墻技術，微生物固定在多孔網格框 架結構載體中是這一技術應用的關鍵，目前還沒有人使用這一技術。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種高密度天然絲瓜絡為微生物固定化載體處理廢水的方 法，以多孔絲瓜絡為載體介質，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、價格低廉、對環境無危害而且應用領域不受限 制，可廣泛應用在工業廢水、生活污水以及地下水的修復處理中。
[0006] 本發明的目的可以通過以下方案來實現：
[0007] -種微生物固定化絲瓜絡的制備方法，其步驟包括：
[0008] (1)將好氧污泥作為接種污泥，密閉狀態下靜置，沉淀后取底泥，加入營養液稀釋， 制成微生物懸濁液，30°C恒溫馴化培養，形成厭氧顆粒污泥；
[0009] (2)將洗凈的高密度天然絲瓜絡于48-52°C烘22-25小時，冷卻后干燥保存，制成絲 瓜絡載體，備用;優選的，將洗凈的高密度天然絲瓜絡50°C烘24小時，冷卻后干燥保存，制成 絲瓜絡載體。
[0010] (3)將步驟（1)中制備的厭氧顆粒污泥與營養液的混合形成混合液，將步驟(2)中 制備的絲瓜絡載體浸泡在混合液中，密封30°C恒溫培養14-17天，形成微生物固定化絲瓜 絡。
[0011] 所述步驟（1)中，恒溫馴化培養的過程為，每7天為一個周期，將體積百分比為20-25%微生物懸浮液替換成營養液，同時加入有機溶液儲備液，持續2個月即可馴化完成;后 期保存，以一個月為周期，將體積百分比為45-50%的微生物懸浮液替換成營養液，同時加 入有機溶液儲備液，此過程可長期保存該馴化污泥。所述有機溶液儲備液中的有機物為實 際應用于廢水處理中的欲清除的有機物。
[0012] 所述步驟(2)中，高密度天然絲瓜絡的洗凈過程為，將高密度天然絲瓜絡浸沒于去 離子水中22-26小時后用去離子水洗滌1-2次，超聲震蕩后用去離子洗滌1-2次，以便完全去 除絲瓜絡表面雜質和灰塵。
[0013] 所述步驟(2)中，高密度天然絲瓜絡的最高保水量為ΙΟ-llg水/g載體，脫水時的保 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，高密度絲瓜絡的不規則蜂窩孔的直徑為185-205μπι，溝壑寬度為 18-22μπι，這對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、營養液和絲瓜絡載體的加入量配比為1L: lL:10-20g;優選的，厭氧顆粒污泥懸浮液、營養液和絲瓜絡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] 所述營養液中含有無機鹽溶液，微量元素溶液、乳酸鈉及質量濃度為10%的酵母 膏溶液。
[0018] 以每升營養液計，微量元素溶液為6.7mL、乳酸鈉為0.72mL，酵母膏溶液為lmL，其 余為無機鹽溶液。
[0019] 其中，每升營養液中，無機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，每升營養液中，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。
[0022] 上述微生物固定化絲瓜絡在廢水處理中的應用。優選的，所述微生物固定化絲瓜 絡和廢水的用量比為5g:lL。
[0023] 本發明的有益效果是：
[0024] 1、本發明采用高密度天然絲瓜絡作為微生物載體，具有非常優異的親水性，能很 快吸水并沉入水底，不會漂浮在水面上。而且比高分子載體具有更好的穩定性，這對于微生 物的固定更有優勢。而且本發明采用的高密度天然絲瓜絡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載體;同時高 密度天然絲瓜絡具有致密、復雜交錯的網狀結構，SS附著量高，所以，采用高密度天然絲瓜 絡作為微生物載體，對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、本發明微生物固定化絲瓜絡的磨損系數小，具有很好的機械耐磨性，使用壽命 長，降低了使用成本。
[0026] 3、本發明微生物固定化絲瓜絡可應用于廢水處理中，對于有機物的清除效果非常 好，而且原料成本低、廢水處理效率高，對環境無危害，環保。
【附圖說明】
[0027] 圖1為實施例1中微生物固定化絲瓜絡的電鏡圖，其中圖la和圖lb分別為空白絲瓜 絡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表面電鏡圖。
[0028] 圖2為實施例2中四種不同載體固定微生物后對TCA的去除效果對比圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合實施例，對本發明作進一步說明：
[0030] 本實施例中用到的接種污泥采用上海閔行水質凈化廠二次沉淀池的回流好氧污 泥作為接種污泥。
[0031] 以每升營養液計，微量元素溶液為6.7mL、乳酸鈉為0.72mL，酵母膏溶液為lmL，其 余為無機鹽溶液。每升營養液中，無機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-每升營養液 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] 實施例1
[0033] (1)厭氧顆粒污泥的制備：
[0034] 從水質凈化廠取回的好氧污泥在密閉狀態下放在室內靜置3天，倒掉上清液，取下 部底泥1500mL，用新鮮的營養液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 箱中，馴化培養，形成厭氧顆粒污泥。
[0035]菌種的馴化培養過程：<