CN105439293A - 二次吸附法固定光合细菌的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二次吸附法固定光合细菌的方法，属于环保领域。将光合细菌用碱水调节10≥pH≥9.5；再通过鼓风曝气消除菌种中的厌氧杂菌；强活性炭清洗至中性；提纯后的光合细菌与中性活性炭共同添加到具有组合填料的填料池中，通空气，此时通过活性炭将光合细菌吸附到组合填料上，固定化完成后即可用于废水的处理；本发明借助活性炭载体将光合细菌牢固吸附在组合填料醛化纤维丝束上，能够明显提高光合细菌的填料负荷，进而提高废水的处理量。

Description

二次吸附法固定光合细菌的方法
技术领域
本发明涉及一种二次吸附法固定光合细菌的方法，属于环保领域。
背景技术
光合细菌(PSB)用于废水处理具有以下优点：⑴PSB在厌氧及微好氧条件下都能生长，可以耐受相当高的有机负荷，用于高浓度的有机废水处理，不需要稀释；⑵脱氮除磷效果好；⑶设备占地少，动力消耗低；⑷耐盐能力强。基于诸多优点光合细菌被广泛应用于工业废水处理中，光合细菌处理有机废水包括游离光合细菌及固定化光合细菌处理技术，游离的光合细菌有如下的缺点：⑴光合细菌菌体较小，自然沉淀困难，应用过程中不可避免地产生菌体流失和固液分离问题；⑵为了解决上述问题，就需要不断地培养和补加新鲜菌体，同时还需要进行混凝沉淀、固液分离等工作，由此造成处理工艺流程复杂，处理成本增加，严重影响了该技术在废水处理领域的推广应用，因此催生了各种固定化技术的发展。常用的光合细菌固定方法包括分为交联法、包埋法、吸附法。
交联法缺点：需要将菌种浓缩，固定化过程反应比较强烈，影响光合细菌的活性，固定工艺复杂，材料成本较高，工程化应用受限制。
包埋法缺点：包埋剂价格的高，造粒工艺设备复杂，仅限于实验室研究和小规模的应用，不适合大规模的工程应用。
吸附法；吸附材料应选择吸附性强、表面粗糙、比表面积大的材料最适宜作为光合细菌的载体。离子交换树脂、生物陶粒、组合填料及活性炭具备这3个特征，具有较高的开发利用价值。经试验,离子交换树脂、生物陶粒对光合细菌吸附能力较差，粉末活性炭吸附效果较好，但粉末炭颗粒较小，容易随水流失，所以本技术研究的初期是希望采用组合填料用直接吸附的方法固定光合细菌，但经过半年多试验研究，组合填料上着床的光合细菌数量依旧不足，处理效率较低，因此为提高处理效率创建了二次吸附法，即首先通过粉末活性炭吸附光合细菌，再把已经吸附光合细菌的活性炭吸附在组合填料上。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有吸附法在工程实际应用中无法解决有效负载光合细菌的问题，提供一种二次吸附法固定光合细菌的方法。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
二次吸附法固定光合细菌的方法，具体步骤如下：
步骤一、将光合细菌用碱水调节10≥pH≥9.5，使其它杂菌因不能承受偏碱性的环境而死亡；再通过鼓风曝气消除菌种中的厌氧杂菌，即向其通入空气，提高光合细菌的纯度，得到提纯后的光合细菌；
步骤二、在搅拌情况下，将活性炭用清水浸泡，同时通过加入碱水将pH调节至中性，直至活性炭不再浸泡出酸性物质，保持pH稳定呈中性，得到中性活性炭；
步骤三、将步骤一所得的提纯后的光合细菌与步骤二所得的中性活性炭共同添加到具有组合填料的填料池中，通空气，此时通过活性炭将光合细菌吸附到组合填料上，固定化完成后即可用于废水的处理；1m3的填料池中添加0.8～1m3的光合细菌、4～5kg的活性炭、0.5～0.7m3的组合填料
所述活性炭为粉末状；
所述活性炭为煤质粉末活性炭；
步骤一所述光合细菌在660nm处测吸光值，吸光度≥1.5；
步骤三所述固定化完成的测量方法为：取上清液在660nm处测吸光度，如果吸光度≤0.15则为吸附完成。
步骤三所述通空气时，控制溶解氧0.5～1.5mg/L。
有益效果
1、本发明的二次吸附法固定光合细菌的方法，借助活性炭载体将光合细菌牢固吸附在组合填料醛化纤维丝束上，能够明显提高光合细菌的填料负荷，进而提高废水的处理量。以处理某纤维素生产废水为例，二次吸附法与现有技术的一次吸附法相比，在COD相对去除率80％保持不变的情况下，填料负荷由1.0kgCOD/m3.d提高至4.0kgCOD/m3.d。
2、本发明的二次吸附法固定光合细菌的方法，吸附法操作简单，不影响细胞活性，组合填料纤维束在废水中均匀分布，既能挂膜，又能有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率，使水气生物膜得到充分交换，使水中的有机物得到高效处理，是较为理想的选用填料，且原料易得、成本低廉、便于运输、储存，可实现规模化生产。
附图说明
图1为本发明的二次吸附法固定光合细菌的方法工艺流程图；
图2为组合填料固定活性炭及光合细菌的示意图；
图3为显微镜下正常状态的光合细菌及活性炭示意图；
图4为出现杂菌后的光合细菌及活性炭示意图。
具体实施方式
实施例1
二次吸附法固定光合细菌的方法，具体步骤如下，如图1所示：
步骤一、来自本试验室的成品光合细菌，用721分光光度计，在660nm处测吸光值，如果吸光度≥1.5即为合格(活菌含量在50亿/毫升以上)。取1m3光合细菌，用稀碱水调节10≥pH≥9.5，其它杂菌不能承受偏碱性的环境而死亡，再通过鼓风曝气消除菌种中的厌氧菌，提高光合细菌的纯度。
步骤二、称取5kg煤质粉末活性炭，用清水浸泡，开启搅拌机搅拌，活性炭生产过程中吸附的硫酸根离子将逐渐析出，用稀碱水调节至中性，排上清液；再次用清水浸泡，直至无酸水浸出为止，排上清液。
步骤三、将提纯后的光合细菌和洗涤至中性的活性炭提升入1m3固定化光合细菌池(即组合填料池，内置组合填料0.6m3)，开启风机，控制溶解氧0.5～1.5mg/L，经过8h吸附反应，取上清液在660nm处监测吸光度，此时吸光度≤0.15，则固定化完成，具备进水条件，如图2、图3、图4所示。
步骤四、将废水均匀提升入固定化光合细菌池，初始废水提升量为总水量的20％，调节废水的pH，保持光合细菌池废水的pH8.5～9.5之间，如果废水连续3天以上pH低于8，光合细菌中会出现杂菌，所以为保持光合细菌的优势必需控制废水pH。随着生化反应的进行，复合填料上微生物量在积累，可逐步提高进水量直至设计水量，在使用过程中微生物的新陈代谢会导致部分生物膜脱落。固定化光合细菌池出水进沉淀池，通过沉淀池完成泥水分离，调试初期沉淀池的污泥回流至固定化光合细菌池补充菌种，运行稳定后的剩余污泥排至污泥池脱水处置。
在COD相对去除率80％保持不变的情况下，以1m3固定化光合细菌池处理某纤维素废水为例，该生产废水CODcr＝18000～30000mg/L、BOD5＝14000～16000mg/L、硫酸盐＝4000～5000mg/L，在同样条件下，采用现有技术一次吸附法，每天的处理废水量为0.1m3，采用本发明技术，每天的处理废水量为0.4m3。
本发明采用山西新华活性炭有限公司V2型煤质粉状活性炭吸附光合细菌，借助活性炭载体将光合细菌牢固吸附在组合填料醛化纤维丝束上，组合填料纤维束在废水中均匀分布，既能挂膜，又能有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率，使水气生物膜得到充分交换，使水中的有机物得到高效处理，是较为理想的选用填料，且原料易得、成本低廉、便于运输、储存，可实现规模化生产。
本发明的每立方填料的成本180元，活性炭及光合细菌投加比为5‰，使用1年后运行正常，细菌和活性炭均无补加。

Claims (7)

1.二次吸附法固定光合细菌的方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一、将光合细菌用碱水调节10≥pH≥9.5，使其它杂菌因不能承受偏碱性的环境而死亡；再通过鼓风曝气消除菌种中的厌氧杂菌，即向其通入空气，提高光合细菌的纯度，得到提纯后的光合细菌；
步骤二、将活性炭清洗至中性；
步骤三、将步骤一所得的提纯后的光合细菌与步骤二所得的中性活性炭共同添加到具有组合填料的填料池中，通空气，此时通过活性炭将光合细菌吸附到组合填料上，固定化完成后即可用于废水的处理；1m3的填料池中添加0.8～1m3的光合细菌、4～5kg的活性炭、0.5～0.7m3的组合填料。
2.如权利要求1所述的二次吸附法固定光合细菌的方法，其特征在于：步骤二所述清洗活性炭的方法为：在搅拌情况下，将活性炭用清水浸泡，同时通过加入碱水将pH调节至中性，直至活性炭不再浸泡出酸性物质，保持pH稳定呈中性，得到中性活性炭。
3.如权利要求1或2所述的二次吸附法固定光合细菌的方法，其特征在于：所述活性炭为粉末状。
4.如权利要求3所述的二次吸附法固定光合细菌的方法，其特征在于：所述活性炭为煤质粉末活性炭。
5.如权利要求1所述的二次吸附法固定光合细菌的方法，其特征在于：步骤一所述光合细菌在660nm处测吸光值，吸光度≥1.5。
6.如权利要求1所述的二次吸附法固定光合细菌的方法，其特征在于：步骤三所述固定化完成的测量方法为：取上清液在660nm处测吸光度，如果吸光度≤0.15则为吸附完成。
7.如权利要求1所述的二次吸附法固定光合细菌的方法，其特征在于：步骤三所述通空气时，控制溶解氧0.5～1.5mg/L。
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