一種用于污水處理的固定化微生物裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于污水處理的固定化微生物裝置，屬于污水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]作為酶或微生物的固定化方法，到目前為止有包含法、附著法、載體結(jié)合法等，特別是包含法、附著法基于菌體固有的生理、代謝，可以有效地利用反應(yīng)，所以在發(fā)酵、微生物轉(zhuǎn)換、廢水處理等領(lǐng)域備受關(guān)注。為了固定上述酶或微生物，通常利用酶或微生物固定化用載體，但是在使用多孔質(zhì)無機載體作為該固定化用載體時，微生物對載體的附著性差，進而具有在附著后的載體上增殖的菌體容易剝落的缺點。另外，無機質(zhì)載體一般比重比水更大，如果作為流動層型生物反應(yīng)器的固定化物微粒使用，則具有難以流動操作的缺點。另一方面，聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等親水性樹脂、高酸價不飽和丙烯酸樹脂、不飽和聚乙二醇等親水性光固化樹脂是適合包含固定化法等的固定化用載體。上述親水性樹脂或上述親水性光固化樹脂的水溶液或水分散液中分散微生物菌體，粒狀凝膠化的固定化物微粒由于是含水凝膠化物，所以比重和水的比重接近，微生物的附著性以及增殖性也良好，所以作為流動層型生物反應(yīng)器的固定化物微粒而提出，廣泛被使用。這種流動層型生物反應(yīng)器中，為了在槽內(nèi)部將使載體流動而進行的攪拌或曝氣的能量抑制到最低限度，削減運用成本，可能需要一種低比重載體，該載體不會在反應(yīng)槽內(nèi)部分滯留，可以充分流動。為了確保這種足夠的流動性，提出了在載體中含有比重調(diào)節(jié)用的無機質(zhì)類中空珠(中空玻璃珠或中空沸石(celite))、中空聚合物微粒。另外，記載了上述流動層型生物反應(yīng)器中，含有比重調(diào)節(jié)用無機質(zhì)類中空珠(中空玻璃珠或中空沸石)、中空聚合物微粒的低比重載體由于不會在反應(yīng)槽內(nèi)部分滯留，可以充分流動，所以可以將槽內(nèi)部使載體流動而進行的攪拌或曝氣的能量抑制到最低限度，可以削減運用成本。然而，由于將使用這些親水性樹脂的固定化用載體作為含水凝膠化物使用，所以具有機械強度弱，在反應(yīng)器的操作中容易破損，作業(yè)性差的缺點。
[0003]常規(guī)的污水處理中，脫氮是重要的環(huán)節(jié)，在AO，A2O等水處理工藝中，氨氮常通過氧化為硝酸，硝化液回流后還原為氮氣去除。在這個反應(yīng)過程中，最為關(guān)鍵的限制步驟是氨氮的氧化。氨氮的氧化需要三個條件，一個是充足的溶解氧，二是較低的COD濃度，三是大量的氨氧化細菌(硝化細菌)。硝化細菌有兩類，一類是氨氧化細菌，另一類是亞硝酸氧化細菌。對反硝化微生物而言，氨氧化細菌的產(chǎn)物亞硝酸鹽就可以作為脫氮底物，所以將氨氮氧化至這一階段即可回流反硝化。
[0004]對于一個設(shè)計合理的反應(yīng)器而言，創(chuàng)造合適的溶解氧和在較高的COD濃度下實現(xiàn)硝化反應(yīng)重要的環(huán)節(jié)就是保有足夠濃度和高效的硝化細菌。而微生物固定化技術(shù)是保有足夠濃度硝化細菌的最直接方法。以往的微生物固定化技術(shù)存在的問題是固定化的載體機械強度不足，包埋體易損。如能克服固定化的微生物載體破損問題，則可便于包括硝化細菌在內(nèi)的各種關(guān)鍵進程微生物在污水處理中的應(yīng)用。【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供具有高強度的污水處理用固定化微生物裝置。本實用新型人為了實現(xiàn)上述目的，反復(fù)進行了認真的研宄，發(fā)現(xiàn)一種能夠通過纖維進行加強的固定化微生物載體。
[0006]本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種用于污水處理的固定化微生物裝置，其中:包括附著有微生物菌泥的多孔微生物附著結(jié)構(gòu)以及穿過多孔微生物附著結(jié)構(gòu)的纖維增強線，多孔微生物附著結(jié)構(gòu)以及纖維增強線共同被包埋劑包埋組成固定化微生物裝置。
[0008]為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括:
[0009]上述的多孔微生物附著結(jié)構(gòu)為活性炭或燒結(jié)玻璃或火山石粉。
[0010]上述的纖維增強線的材料為羧甲基纖維素鈉或碳纖維或玻璃纖維或聚酯纖維。
[0011]上述的包埋劑為聚乙烯醇。
[0012]上述的微生物菌泥和多孔微生物附著結(jié)構(gòu)體積比例為1:20?10:1。
[0013]上述的微生物菌泥和多孔微生物附著結(jié)構(gòu)體積比例為1:5。
[0014]上述的纖維增強線長度為0.1毫米到10毫米，截面積為I微米到0.1微米，抗拉強度大于0.1Mpao
[0015]上述的固定化微生物裝置為多面體微生物裝置或者球體微生物裝置。
[0016]本實用新型的優(yōu)點是，將纖維狀材質(zhì)加入固定化微生物載體后，提高了固定化微生物機械強度，抗壓能力，載體不易變形，利于實際應(yīng)用。
【附圖說明】
[0017]圖1表示的是實施例中固定化微生物裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進一步詳細描述。
[0019]圖1所示為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中的附圖標(biāo)記為:球體微生物裝置1、微生物菌泥2、多孔微生物附著結(jié)構(gòu)3、纖維增強線4。
[0021]一種用于污水處理的固定化微生物裝置，其中:包括附著有微生物菌泥2的多孔微生物附著結(jié)構(gòu)3以及穿過多孔微生物附著結(jié)構(gòu)3的纖維增強線4，多孔微生物附著結(jié)構(gòu)3以及纖維增強線4共同被包埋劑包埋組成固定化微生物裝置。
[0022]多孔微生物附著結(jié)構(gòu)3為活性炭。
[0023]纖維增強線4的材料為羧甲基纖維素鈉。
[0024]包埋劑為聚乙烯醇。
[0025]微生物菌泥2和多孔微生物附著結(jié)構(gòu)3體積比例為1:5。
[0026]纖維增強線4長度為5毫米，截面積為0.5微米，抗拉強度大于0.6Mpa。
[0027]固定化微生物裝置為球體微生物裝置I。
[0028]上述實用新型的方案可以按照以下方法實施:
[0029]方法一:
[0030]微生物的培養(yǎng)和獲取:
[0031]1.首先將純培養(yǎng)發(fā)酵擴培或者污泥中分離出來的細菌離心，離心速度4000?1000go菌泥收集后采用1000目以上活性炭粉混合吸附，活性炭粉與菌泥體積比10:1?1:20,優(yōu)選的體積比為1:5，攪拌均勻后的混合物在4°C保存待用。
[0032]2.將聚乙烯醇制備為10%的水溶液。
[0033]3、將纖維狀材料，優(yōu)選為碳纖維，更優(yōu)選為100束的碳纖維切磨成長度5毫米短絲。
[0034]4、將經(jīng)過活性炭吸附的菌泥和聚乙烯醇溶液混合，再加入體積比為1:100的碳纖維短絲，混合均勻。
[0035]5、將第4步混合好的生物材料滴入飽和硼酸溶液，混合，12小時后拿出清洗，放置在4°C保存。
[0036]方法二:
[0037]微生物的培養(yǎng)和獲取:
[0038]1.首先將純培養(yǎng)發(fā)酵擴培或者污泥中分離出來的細菌離心，離心速度4000?1000go菌泥收集后采用500目以上火山石粉混合吸附，火山石粉與菌泥體積比10:1?1:20,攪拌均勻后的混合物在4°C保存待用。
[0039]2.將聚乙烯醇制備為10%的水溶液。
[0040]3、將纖維狀材料，優(yōu)選為碳纖維，更優(yōu)選為100束的碳纖維切磨成長度5毫米短絲。
[0041]4、將經(jīng)過火山石粉吸附的菌泥和聚乙烯醇溶液混合，再加入體積比為1:50的碳纖維短絲，混合均勻。
[0042]5、將第4步混合好的生物材料鋪入平底方盒中，厚度3_，再將飽和硼酸溶液緩慢施加其上，每隔2小時更換硼酸溶液，12小時后形成片狀固定化微生物，將其拿出清洗，放置在4°C保存。
[0043]以上所述僅作為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于污水處理的固定化微生物裝置，其特征在于:包括附著有微生物菌泥(2)的多孔微生物附著結(jié)構(gòu)(3)以及穿過多孔微生物附著結(jié)構(gòu)(3)的纖維增強線(4)，所述多孔微生物附著結(jié)構(gòu)(3)以及纖維增強線(4)共同被包埋劑包埋組成固定化微生物裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的固定化微生物裝置，其特征在于:所述多孔微生物附著結(jié)構(gòu)(3)為活性炭或燒結(jié)玻璃或火山石粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的固定化微生物裝置，其特征在于:所述纖維增強線(4)的材料為羧甲基纖維素鈉或碳纖維或玻璃纖維或聚酯纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的固定化微生物裝置，其特征在于:所述包埋劑為聚乙烯醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的固定化微生物裝置，其特征在于:所述微生物菌泥(2)和所述多孔微生物附著結(jié)構(gòu)(3)體積比例為1:20?10:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于污水處理的固定化微生物裝置，其特征在于:所述微生物菌泥(2)和所述多孔微生物附著結(jié)構(gòu)(3)體積比例為1:5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的固定化微生物裝置，其特征在于:所述纖維增強線(4)長度為0.1毫米到10毫米，截面積為I微米到0.1微米，抗拉強度大于0.1Mpa0
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污水處理的固定化微生物裝置，其特征在于:所述固定化微生物裝置為多面體微生物裝置或者球體微生物裝置(I)。
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于污水處理的固定化微生物裝置，其特征在于：所述微生物被吸附在多孔材料上，所述多孔材料與纖維狀材料共同被包埋劑包埋。采用多孔惰性介質(zhì)對微生物進行吸附并用纖維狀材料對固定化微生物載體進行機械加固，使固定化微生物顆粒具有更高的機械強度和傳質(zhì)性能，使大量關(guān)鍵微生物可以在實際的污水處理中得以應(yīng)用。
【IPC分類】C12N11-14, C02F3-34, C12M1-00
【公開號】CN204455076
【申請?zhí)枴緾N201520067032
【發(fā)明人】楊曉慶, 楊昊, 史春龍
【申請人】楊曉慶, 楊昊, 史春龍
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年1月30日