CN100494367C - 一种废水处理用微生物固定化材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废水处理用微生物固定化材料的制备方法。本发明主要是由壳聚糖、膨润土等组成。具体制备方法为：将干燥、研磨过8目～180目筛的膨润土原土倒入一定配比的CMC溶液中，混匀，与溶适量壳聚糖的醋酸溶液混合，高速搅拌一定时间，加入一定配比的交联剂酒精溶液，低速搅拌直至凝固，静置后，水洗，切割成形，成品备用。本发明的优点是微生物固定化材料的制备方法简单，废水回用，无废水排放，成本低，材料吸附和传质性能良好，寿命长，性质稳定，对微生物无害，用于微生物固定化水处理技术，具有广阔的应用前景。

Description

一种废水处理用微生物固定化材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理用微生物固定化材料的制备方法。
背景技术
固定化微生物技术是指通过化学或物理的方法将游离的细胞或微生物加以固定，使之成为不溶于水但仍具有高生物活性固定生长体的一项技术。它是20世纪70年代在固定化酶技术基础上发展而成的，最初主要用于工业微生物的发酵生产，70年代后期由于水污染问题的日益严重，迫切要求开发高效的废水处理新技术，于是开始将固定化微生物技术引入废水处理领域。该技术可将筛选出的优势菌种或微生物加以固定，从而构成一个高效的废水处理系统，与传统的悬浮生物处理法相比具有处理效率高，稳定性强，产泥量少，无污泥膨胀，固液分离效果好，装置容积小等优点，在废水处理中显示出广阔的应用前景。但是，目前固定化微生物废水处理技术还处于实验室研究和小规模应用阶段，主要是因为没有经济，高效、耐用的固定化材料。进一步开发新型性能优良的固定化材料载体，对改善固定化技术的处理效果和使用性能及固定化的发展至关重要。
以往的固定化微生物技术通常采用简单的无机载体(如多孔玻璃、活性炭、石英砂等)、有机载体(多糖类、蛋白类、空心纤维等)，利用吸附法、共价结合法、交联法、包埋法将微生物固定在载体上。对微生物的固定方法研究较多，而对固定化材料载体制备研究较少，因而存在一些问题：固定化强度低，解体容易，寿命短，固定化程度低，生物量少，传质性能不良，废水处理效果不理想。针对这种情况，本发明采用廉价的膨润土、壳聚糖为主要原料，通过大量的实验，研制一种新型的微生物固定化材料的制备方法。其主要优点是微生物固定化材料的制备方法简单，废水回用，无废水排放，成本低，材料吸附和传质性能良好，寿命长，性质稳定，对微生物无害，用于微生物固定化水处理技术，具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种废水处理用微生物固定化材料的制备方法
包括如下步骤：
1)将干燥、粉碎的8目～180目筛的膨润土加入CMC(羧甲基纤维素钠)溶液中，混匀，膨润土与CMC溶液质量比为1∶1～1∶10；
2)将壳聚糖投入0.1～0.5％醋酸水溶液中，混匀，壳聚糖与醋酸溶液质量比为1∶20～1∶100；
3)将上述膨润土与CMC溶液和壳聚糖与醋酸溶液加入到混合罐内，在常温下，搅拌转速100～800rpm，电机功率0.5KW～20KW，高速搅拌5～60min，混合充分；
4)加入0.4～0.8％戊二醛酒精溶液，常温下，低速搅拌至交联凝固，戊二醛酒精溶液与壳聚糖的质量比为30∶1～100∶1；
5)静置1～3h后，水洗，切割成所需的尺寸形状，置于水中，保存备用。
所述的膨润土与壳聚糖的质量比为10∶1～60∶1。
本发明是利用壳聚糖与膨润土和CMC按一定的配比，最终形成有一定机械强度，价格便宜，有良好传质性能和吸附性能的凝胶材料。其中，壳聚糖能与膨润土，CMC和戊二醛三种物质都发生反应，在整个材料中具有桥梁的作用。膨润土的添加可以增加材料的沉降性能，并能为微生物生长提供一定的无机盐矿物质，CMC的添加助于提高材料的溶胀性能，戊二醛作为交联剂，能使材料进一步硬化，增强材料的机械性能。其主要优点是微生物固定化材料的制备方法简单，废水回用，无废水排放，成本低，材料吸附和传质性能良好，寿命长，性质稳定，对微生物无害，用于微生物固定化水处理技术，具有广阔的应用前景。
附图说明
附图是废水处理用微生物固定化材料的制备方法流程图。
具体实施方式
实施例1
选用10～40目的膨润土20g混匀于40mL CMC溶液中，放置，将0.5g壳聚糖溶解于50mL醋酸溶液中，混合膨润土—CMC溶液和壳聚糖—醋酸溶液于搅拌罐内，搅拌机的电机功率500W，于400rpm下高速搅拌20min，加30mL戊二醛溶液固定1个小时后加水切割成所需要的大小，浸于水中，放置1天后备用。
取湿重10g的凝胶材料于50mL100mg·L-1苯酚溶液中，加入1mL镰刀菌孢子悬液，在30℃，100rpm下，培养时间4天后，测得苯酚去除率为98.30％。凝胶材料在溶液中放置1年以上均未出现分解与生物降解现象。
实施例2
选用180目以上的膨润土30g混匀于50mL CMC溶液中，放置，将0.75g壳聚糖溶解于50mL醋酸溶液中，混合膨润土—CMC溶液和壳聚糖—醋酸溶液于搅拌罐内，搅拌机的电机功率1500W，于600rpm下高速搅拌10min，加20mL戊二醛溶液固定4个小时后加水切割成所需要的大小，浸于水中，放置1天后备用。
取湿重20g的材料于50mL200mg·L-1苯酚溶液中，加入1mL镰刀菌孢子悬液，在30℃，100rpm下，培养时间4天后，测得苯酚去除率为97.31％。凝胶材料在溶液中放置1年以上均未出现分解与生物降解现象。
实施例3
选用40～180目的膨润土50g混匀于100mL CMC溶液中，放置，将1.0g壳聚糖溶解于50mL醋酸溶液中，混合膨润土—CMC溶液和壳聚糖—醋酸溶液于搅拌罐内，搅拌机的电机功率1500W，于400rpm下高速搅拌10min，加50mL戊二醛溶液固定2个小时后加水切割成所需要的大小，浸于水中，放置1天后备用。
取湿重20g的材料于50mL100mg·L-1酸性蓝溶液中，加入1mL镰刀菌孢子悬液，在30℃，100rpm下，培养时间3天后，测得酸性蓝的去除率为93.33％。凝胶材料在溶液中放置1年以上均未出现分解与生物降解现象。
实施例4
选用180目以上的膨润土50g混匀于100mL CMC溶液中，放置，将0.5g壳聚糖溶解于50mL醋酸溶液中，混合膨润土—CMC溶液和壳聚糖—醋酸溶液于搅拌罐内，搅拌机的电机功率1500W，于400rpm下高速搅拌10min，加40mL戊二醛溶液固定2个小时后加水切割成所需要的大小，浸于水中，放置1天后备用。
取湿重20g的材料于50mL200mg·L-1中性蓝染料溶液中，加入1mL镰刀菌孢子悬液，在30℃，100rpm下，培养时间3天后，测得中性蓝染料的去除率为97.20％。凝胶材料在溶液中放置1年以上均未出现分解与生物降解现象。

Claims (1)

1.一种废水处理用微生物固定化材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将干燥、粉碎的8目～180目筛的膨润土加入CMC溶液中，混匀，膨润土与CMC溶液质量比为1∶1～1∶10；
2)将壳聚糖投入0.1～0.5％醋酸水溶液中，混匀，壳聚糖与醋酸溶液质量比为1∶20～1∶100；
3)将上述膨润土与CMC溶液和壳聚糖与醋酸溶液加入到混合罐内，在常温下，搅拌转速100～800rpm，电机功率0.5KW～20KW，高速搅拌5～60min，混合充分；
4)加入0.4～0.8％戊二醛酒精溶液，常温下，低速搅拌至交联凝固，戊二醛酒精溶液与壳聚糖的质量比为30∶1～100∶1；
5)静置1～3h后，水洗，切割成所需的尺寸形状，置于水中，保存备用；
所述的膨润土与壳聚糖的质量比为10∶1～60∶1。
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有机膨润土制备及其在废水处理中的应用进展. 周玉锋等.中国非金属矿工业导刊，第2004卷第2期. 2004
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