技术摘要:
本发明公开了一种微生物凝胶球及其制备方法,属于水污染控制领域。一种微生物凝胶球,主要由微生物、载体、吸附剂和覆膜层构成。其制备方法主要步骤为微生物菌剂的选择,菌剂‑吸附剂沉淀物制备、海藻酸钠‑琼脂溶液制备、混合溶液制备、凝胶球的制备、覆膜、洗涤保存 全部
背景技术:
近年来,利用微生物固定化技术处理污水的研究越来来多,通常的固定化技术,就 是通过一些外部的方式,如物理或者化学方法,让微生物局限在一个有限的区域内,使其能 够不悬浮在水中但是仍然保持微生物活性的技术。凝胶球技术属于固定化微生物技术中的 一种,通过选择对微生物无毒性的高分子材料作为制作包裹微生物的材料,将微生物及其 载体包裹,形成的表壳具有多孔性和良好的半透性,固定的微生物新陈代谢反应的小分子 物质能够自由通过,包裹在其中的微生物能够生存和繁殖,因此可以高效的处理污水中的 污染物。固定化微生物技术中通常使用的微生物载体材料一般分成三类:天然高分子材料、 半合成高分子材料和合成高分子材料。天然高分子材料如海藻酸钠、琼脂等,和微生物有较 好的生物相容性,对微生物无毒害,但是机械强度低,合成高分子材料如聚乙烯醇等机械强 度好,但是带有毒性,这对微生物的生存很不利。 目前比较常用的海藻酸钙体系和海藻酸钠-壳聚糖凝胶球体系存在着机械性能不 够强,处理能力弱、适应范围不广的缺陷,而且包埋过程中选择的吸附物质,如硅藻土、膨润 土、粉末活性炭等材料存在一定的局限性。 另外,授权公告号CN105087541B的中国专利公开了微生物的固定化方法,包括以 下步骤:将助型剂与水混合,在60~100℃下搅拌,得到浆液;助型剂为糊精、聚乙烯醇、淀 粉、羧甲基纤维素、海藻酸钠和聚乙二醇中一种或多种;助型剂与水的质量比为(3~15): 100;将浆液冷却到0~40℃后,向浆液中加入微生物菌剂,搅拌混匀,再与粒度为100~500 目的活性炭混合;继续搅拌混匀,得到含有微生物菌剂的载体基质;助型剂与粒度为100~ 500目的活性炭质量比为(3~15):(200~300);将含有微生物菌剂的载体基质进行造粒处 理,制成活性炭固定化微生物颗粒。 该方法存在以下缺陷:(1)采用常规的载体材料进行包埋,成膜的强度不够在复杂 的废水中存在,需要对膜进行再次加强,尤其对于亲水性的膜,需要进一步交联以适应多变 的废水环境。(2)选择为100~500目粉末活性炭,在处理高浓度污染物废水时能力较好,但 在处理低浓度污染物时吸附效果不佳。(3)主要采用物理方法造粒,由于微生物对温度敏 感,干燥造粒过程不利于微生物存活。
技术实现要素:
本发明主要解决的技术问题是提供一种微生物凝胶球及其制备方法,提高凝胶球 的强度和凝胶球对低浓度污染物的吸附能力,提高凝胶球中微生物的存活力及对于污染物 的选择性。 为了实现上述目的,本发明采用的一个技术方案是:一种微生物凝胶球,其特征在 于,包括: 3 CN 111575266 A 说 明 书 2/4 页 核心层,其主要由微生物菌剂、吸附剂及包埋载体构成; 球体表层,其用于增加所述微生物凝胶球的强度,所述球体表层由所述核心层外 表面包被的覆膜层构成。 优选的,所述覆膜层为一层阳离子淀粉膜。 优选的,所述吸附剂为活性炭纤维。 优选的,所述微生物菌剂根据废水中的污染物相应选择。 本发明采用的另一个技术方案是:一种所述的微生物凝胶球的制备方法,其特征 在于包括以下步骤: 微生物菌剂的选择,根据废水中的污染物选择相应的微生物菌剂; 制作菌剂-吸附剂沉淀物,将所述微生物菌剂与所述吸附剂在常温下充分混合,获 得菌剂和吸附剂的浑浊液,所述浑浊液在3000~5000rmp速度下离心1~3min,获得菌剂-吸 附剂沉淀物; 制作海藻酸钠-琼脂溶液,取海藻酸钠、琼脂与水混合,在60~80℃条件下搅拌制 成所述海藻酸钠-琼脂溶液,溶液中所述海藻酸钠的含量为2~4%,所述琼脂的含量为1.5 ~2%; 制作混合溶液,所述海藻酸钠-琼脂溶液降温至30~35℃时,将所述菌剂-吸附剂 沉淀物加到2~5%的所述海藻酸钠-琼脂溶液中,充分搅拌后制得混合溶液; 制作凝胶球,将所述混合液采用滴定管滴定至氯化钙溶液中,充分搅拌发生凝胶 化反应后,形成凝胶球; 阳离子淀粉覆膜强化,在60℃水温条件下,配制2%阳离子淀粉溶液,糊化后待溶 液水温将至30~35℃时,加入所述凝胶球反应10~20min覆膜强化; 洗涤保存,将覆膜强化后的凝胶球从所述阳离子淀粉溶液中取出,洗涤后保存。 优选的,所述步骤五中的滴定条件是温度30~35℃,氯化钙溶液浓度3~6%,滴定 速度35~45滴/min。 本发明的有益效果是:通过一种微生物凝胶球及其制备方法,提高了微生物凝胶 球的强度,增强了微生物凝胶球对污染物的吸附能力,增强了微生物凝胶球对废水中不同 污染物的选择性,提高了废水处理效果。 附图说明 图1是本发明微生物凝胶球结构示意图; 附图中各部件的标记如下:1-核心层、2-阳离子淀粉膜层 图2是本发明微生物凝胶球制备工艺流程示意图。