一种水处理用微生物固定化颗粒及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污水治理技术领域，具体涉及一种水处理用微生物固定化颗粒及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 我国水资源短缺，空间分布不均衡，近年来随着我国经济的高速增长与工农业的 快速发展，对地下水的需求日趋上升。同时，大量排放的工业废水、农业污染物、城市污水、 以及城市生活垃圾成为导致地下水污染的主要源头。
[0003] 地下水污染逐渐复杂化，物理、化学性质不同的混合污染源迀移到含水层，或不同 性质的污染羽在地下水中重叠，形成各具特点的混合污染羽。我国自2006年起，对全国地下 水水资源调查工作已优先在经济发达地区陆续展开，检出的无机污染物以硝酸盐为代表， 挥发性有机物以氯代烃与苯系物为代表，多种污染物共存现象日趋明显，污染物单独存在 的情况已较为少见。
[0004] 饮用水中过量的硝酸盐会对人类的健康造成严重的伤害，容易导致头晕、恶心、心 跳加速、腹与等症状。当硝酸盐在人体中还原成亚硝酸盐时，可能引起尚铁血红蛋白症，并 诱发癌症。而多种氯代烃已被美国环境保护总署列为优先控制化合物，且已被研究证实可 致癌，严重影响人类健康。
[0005] 现阶段对地下水污染物的去除方法可分为生物法、化学法和物理法。对于混合污 染源，相比于物理化学方法，如吹脱、吸附、离子交换、反渗透、电渗析等，生物法具有处理成 本低、处理效果好、过程稳定、易于操作且对环境无二次污染的明显优势。其中，微生物固定 化技术，因其具有提高菌体利用率、简化处理工艺、提高对难降解有机物处理效率的优势而 广受青睐。然而，在以往的微生物固定化技术中，存在固定化颗粒使用寿命短、重复利用率 低的问题，因此，寻求更为成熟稳定的微生物固定化方法，推动其在地下水污染处理方面更 为深入和广泛的应用，成为目前亟需解决的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种水处理用微生物固定化颗粒，该水处理用微生物固定化 颗粒具有良好的生物活性及化学稳定性、利于微生物固定、繁殖，对工业废水中污染物去除 率高，且重复利用率高、使用寿命长。本发明的制备方法简单便捷，易操作，适于工业化生 产。
[0007] 本发明的目的还在于提供一种水处理用微生物固定化颗粒的制备方法，该方法简 单便捷，易操作，适于工业化生产。
[0008] 为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] -种水处理用微生物固定化颗粒，按重量百分比由以下原料制成：
[0010] 菌悬液10-20%，包埋剂10-20%，辅助载体1-10%，引发剂0.2-2%，交联剂0.5_ 2.5 %，添加剂1.5-5 %，加速剂0.1-5 %，其余为水；
[0011] 所述包埋剂为聚乙二醇，所述辅助载体为麦饭石或活性炭，所述引发剂为过硫酸 钾，所述交联剂为山梨糖醇，所述添加剂为饱和硼砂溶液，所述加速剂为四甲基乙二胺。其 中所用菌悬液为波长600nm时，0D值为1 〇
[0012] 可选的，所述麦饭石为粉末状，粒径为100-200目；所述活性炭为粉末状，粒径为 100-200 目。
[0013] 可选的，所述颗粒的直径为3-6mm。
[0014] 可选的，所述颗粒上具有直径为0.1-0.5μπι的孔。
[0015] 可选的，所述菌悬液中的菌为具有反硝化功能的菌。
[0016] 可选的，将步骤(3)所得微生物固定化颗粒用磷酸盐缓冲液清洗。
[0017] 可选的，将清洗后的微生物固定化颗粒浸泡于磷酸盐缓冲液中备用。
[0018] 上述的水处理用微生物固定化颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0019] (1)按重量百分比称取原料，并将包埋剂、辅助载体和菌悬液搅拌20-40min，使其 溶解，得物料1;
[0020] (2)将称取好的引发剂加入物料1中，搅拌2-30min;然后将称取好的交联剂加入物 料1中，搅拌l-l〇min ;再将称取好的添加剂加入物料1中，搅拌l-10min;最后将加速剂加入 物料2中，搅拌3-1 Omin，得物料2;
[0021] (3)将步骤(2)所得物料2填入空心塑料管内，待其在塑料管内凝固后，取出凝固的 物料，并将凝固的物料切割成颗粒状，即得所述水处理用微生物固定化颗粒。
[0022]可选的，步骤(3)中所述空心塑料管采用聚氯乙烯管。
[0023]可选的，步骤(3)所得微生物固定化颗粒浸泡于磷酸盐缓冲液中备用。
[0024]本发明提供的用于污水处理的微生物固定化颗粒，采用聚乙二醇为包埋材料，通 过麦饭石或活性炭作为辅助载体，使微生物去除与物理吸附相互配合，并利用过硫酸钾、山 梨糖醇与饱和硼砂溶液相互反应，并经四甲基乙二胺加速凝固后得到，利于微生物固定、繁 殖，进而实现将其投入工业废水中，可以更好的实现去除废水中污染物的目的。
[0025]另外，本发明中采用聚乙二醇作为包埋材料，由于其对微生物活性影响较小，形成 聚合物后可包埋细菌浓度高，且操作方便，易被固定化；由于麦饭石有利于提高微生物的生 物活性，活性炭具有高吸附能力，二者均可提高固定化颗粒的强度，辅助载体采用麦饭石或 活性炭，即可提高颗粒强度，同时还可提高壳体的吸附能力。
[0026] 本发明提供的微生物固定化颗粒的制备方法，将该配方所有物料在烧杯中混合， 添加加速剂三到五分钟后凝固，在凝固前将混合物料移入空心塑料管中便于固定成型，凝 固后从空心塑料管中取出，切割成颗粒。该方法便于成型，且成型后切割方便，所得颗粒形 状一致、大小均匀。
[0027] 本发明提供的制备方法还具有以下优点：
[0028] 1、本发明还限定所用空心塑料管为聚氯乙烯管，因为聚氯乙烯材质不会对微生物 活性及颗粒形成产生影响，提高了所得微生物固定化颗粒的生物活性和成型效果；
[0029] 2、采用磷酸盐缓冲液对微生物固定化颗粒进行清洗，可以使其表面平整，更好地 保持生物活性，同时，可以洗去浮于表面的少量未能凝固的聚乙二醇；
[0030] 3、限定所用微生物固定化颗粒不用的时候，浸泡于磷酸盐缓冲液中，由于磷酸盐 缓冲液具有盐平衡、可调整适宜pH值的缓冲作用，不会破坏生物蛋白的结构及生物特性，对 完整的、具有活性的物质能保证其在最适条件下参与生物反应。
【具体实施方式】 [0031] 实施例1
[0032] 一种水处理用微生物固定化颗粒，按重量百分比由以下原料制成：
[0033] 菌悬液20ml，聚乙二醇15ml，粒径为100-200目的粉末麦饭石3g，过硫酸钾0.25g， 山梨糖醇lg，饱和硼砂溶液2ml，四甲基乙二胺0.35ml，其余为水。
[0034] 所述水处理用微生物固定化颗粒的直径为5mm，所述颗粒上具有直径为0.1-0.5μπι 的微孔;所述颗粒为柱状颗粒。
[0035]上述的水处理用微生物固定化颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0036] (1)按上述重量份称取原料，并将聚乙二醇、粉末麦饭石和菌悬液搅拌30min，使其 溶解，得物料1;
[0037] (2)将称取好的过硫酸钾加入物料1中，搅拌20min，使其溶解;然后将称取好的山 梨糖醇加入物料1中，搅拌6min，使其溶解;再将称取好的添加剂硼砂溶液加入物料1中，搅 拌lOmin，使其溶解;最后将四甲基乙二胺加入物料2中，搅拌7min，使其溶解，得物料2;
[0038] (3)将步骤(2)所得物料2用填入直径微5mm的聚氯乙烯管内，3min后凝固，形成圆 柱状物料，然后将凝固后的圆柱状物料从聚氯乙烯管中取出，并将其切割成大小均匀的圆 柱状颗粒，并将该圆柱颗粒表面不平整的部分用磷酸盐缓冲液进行洗涤，即得所述水处理 用微生物固定化颗粒，得到的微生物固定化颗粒不用时，放置于磷酸盐缓冲液中浸泡保存。 [0039] 实施例2
[0040] -种水处理用微生物固定化颗粒，按重量百分比由以下原料制成：
[0041 ]菌悬液10g，聚乙二醇20g，粒径为100-200目的粉末麦饭石5g，过硫酸钾2g，山梨糖 醇0.5g，饱和硼砂溶液3g，四甲基乙二胺0. lg，其余为水。
[0042] 所述水处理用微生物固定化颗粒的直径为3mm