技术摘要:
本发明涉及一种利用泥水混合液制备微生物絮凝剂的方法,包括以下步骤:(1)取污水处理厂曝气池末端的泥水混合液,然后添加蛋白酶和纤维素酶,30‑37℃反应2‑3h;(2)对悬浊液进行高压静电的沉淀,收集沉淀物,备用;(3)收集的沉淀物采用去离子水配制成悬浊液在并冰浴环 全部
背景技术:
微生物絮凝剂是利用现代生物技术,从微生物体或其分泌物中通过提取、分离和 纯化而获得的一种新型絮凝剂。这种絮凝剂不仅具有良好的絮凝沉淀性能,而且安全、无 毒、可生物降解,不会对生态环境造成损害,同时有絮凝性能的微生物种类很多,并且生长 快,易于通过生物工程手段实现产业化生产。而糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素和等高分子化 合物则构成了它的主要活性成分。高分子聚合物通过在细胞间的桥联作用以及高聚物链的 线性伸展作用机理,从而使悬浮微粒絮凝沉淀,最终固液分离。因为微生物絮凝克服了传统 无机和有机絮凝剂絮凝效果差及易造成二次污染等缺点,而又因自身的来源及应用范围广 泛而具有非常广阔的应用前景。污泥中含有大量的微生物絮凝剂产生菌,它们分泌的天然 有机高分子物质是构成污泥胞外聚合物与微生物絮凝剂的成分及功能相似,因此,若能从 污泥中提取出不仅能够降低微生物絮凝剂的生产成本,还可以实现污泥的资源化利用。因 此从污泥中提取微生物絮凝剂很有研究的必要性。现有从污泥提取微生物絮凝剂过程为将 污泥内细胞破碎,然后提取上清液,纯化。存在以下问题:(1)絮凝剂得率地,一般在20-30mg 絮凝剂/g污泥;(2)絮凝剂有效含量低,导致其添加量大,生产成本高。
技术实现要素:
本发明提供了一种利用泥水混合液制备微生物絮凝剂的方法,解决了现有污泥制 备絮凝剂存在得率地、絮凝剂有效含量低等问题。 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为: 一种利用泥水混合液制备微生物絮凝剂的方法,包括以下步骤: (1)取污水处理厂曝气池末端的泥水混合液,然后添加蛋白酶和纤维素酶,30-37 ℃,反应2-3h; (2)对悬浊液进行高压静电的沉淀,收集沉淀物,备用; (3)收集的沉淀物采用去离子水配制成悬浊液,在并50-60℃下进超声波破碎处 理; (4)破碎后,离心,取上清液,上清液采用预冷的乙醇或丙酮混匀,离心收集沉淀, 冷冻干燥得微生物絮凝剂。 优选地:所述的泥水混合物中污泥浓℃为3-5g/L。 优选地:所述的蛋白酶的酶活为30万U/g,所述的纤维素酶的酶活为10万U/g,所述 的蛋白酶的添加量为0.01-0.03%,所述的脂肪酶的添加量为0.005-0.01%。 优选地:所述的步骤(2)中高压静电沉淀工艺为:在电压30-50KV,静电处理20- 30min,最后静置2-3h,去除上清液,收集沉淀物。 3 CN 111592117 A 说 明 书 2/6 页 优选地:所述的步骤(3)中超声破碎的条件为:利用去离子水经沉淀物配制成2- 3g/L的悬浊液,然后在生能密℃0.6-1.0W/ml下,超声辐射时间为3s、间隙时间为1s的条件 下超声20-30min。 优选地:所述的超声破碎前添加0.6-1.0gNaOH/g。 优选地:所述的步骤(5)中的离心条件为转速10000-15000r/min,时间15-20min。 优选地:所述的步骤(1)中在添加生物酶前包括发酵步骤,所述的发酵采用枯草芽 孢杆菌和酿酒酵母菌,枯草芽孢杆菌接种量为2%,酿酒酵母菌接种量为6%。 优选地:所述的泥水混合液中补充未处理的城市污水来补充菌体发酵的营养,泥 水混合物与城市污水比列7:3。 本发明的有益效果: 本发明采用城市污水处理过程中曝气池末端的泥水混合液作为原料,通过酶解、 高压静电沉淀、超声波破碎和离心沉淀,得到微生物絮凝剂,首先采用曝气池末端的泥水混 合液作为原料,通过高压静电沉淀,可以有效的降低原污水处理过程中泥水混合物中污泥 的含量,60-70%的污泥在该阶段沉淀,有效地降低了后续处理难℃,降低了处理成本;另外 该阶段采用静电沉淀,高压静电场可以有效的促进活性污泥絮凝体沉淀,而活性污泥絮凝 体中含有大量的微生物絮凝体,该步骤对污泥中的絮凝体优先沉淀,可以有效地提高微生 物絮凝剂的得率和有效含量。 采用添加蛋白酶和纤维素酶来处理泥水混合液,污泥中主要含有大量有机质,主 要是菌体、蛋白质、多糖和纤维素,采用蛋白酶和纤维素酶来处理泥水混合液可以有效地将 混合液中的菌体细胞壁破坏,使菌体内蛋白、多糖的物质溶出,可以有效地提高微生物絮凝 剂的得率。单一酶解作用破胞效果较低、酶制剂用量大、酶解时间较长且成本,本发明采用 在提取开始的时就加入,在静电沉淀中酶再次沉淀回收,然后在超生阶段,继续发挥作用, 一方面有效地延长了酶作用时间,可以有效地提高酶解效率,另一方面,酶接与超声处理结 合,可以有效地提高絮凝体的提取率。 本发明采用超声破碎、酶解破碎和碱破碎的相结合的方式进行菌体细胞的二次破 损,可以有效地提高细胞破碎的效果,有效地降低碱的用量,降低二次污染问题。 本发明在酶解处理前还设置微生物发酵工艺,主要原因是城市污水处理厂后续的 污泥在生产中存在污泥成分不稳定,会造成絮凝剂得率和絮凝效果不稳定的问题。添加菌 体发酵可以有效地降解处理部分城市生活污水,降低污水处理成本,另一方便可以有效地 保证污泥中的成分相对稳定,使得絮凝剂的生产稳定的同时,提高絮凝效果。 本发明采用酶解破碎、静电沉淀、超声-碱-酶破碎、沉淀,制得的微生物絮凝剂的 得率高,达到80-100mg/g污泥,添加量1/6000-1/8000,对城市污水处理厂曝气后泥水混合 物的絮凝率大大98%以上。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可 以根据这些附图获得其他的附图。 4 CN 111592117 A 说 明 书 3/6 页 图1为本发明静电沉淀设备的结构示意图。