CN105884137B - 一种新型固定化微生物的污水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型固定化微生物的污水处理方法，通过使用氧化石墨烯对海藻酸钠改性制得固定化微生物，并将其置于污水处理设备中，将污水通入，经沉降后，流入固定化微生物池中，在其中静置12‑18h后，打开出水口经膜过滤后流出污水处理设备。该方法采用新型的微生物固定方法，提高了固定化微生物的稳定性，提高了污水处理装置在不同类型的污水中的适应性。

Description

一种新型固定化微生物的污水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种新型固定化微生物的污水处理方法。
背景技术
在污水处理中，传统的活性污泥法是一种应用十分广泛的处理方法，该方法主要是利用活性污泥中含有的微生物去除水中的有机物，同时这些微生物还可以起到很好的脱氮除磷的效果。但是，传统的活性污泥法中污泥会随着污水流动，容易造成流失，浪费资源。因此，将固定化微生物装置的研发引起了国内外学者的广泛关注。
固定化微生物的方法主要包括包埋法、交联法以及吸附法。吸附法一般依靠生物体和载体之间的作用，是一种简单易行、条件温和的固定方法但是此方法固定性不牢，易脱落。交联法又称无载固定化法，是一种不用载体的固定化工艺，该方法通过化学、物理手段使生物体细胞间彼此附着交联。包埋法原理为将生物体细胞截留在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络中，该方法操作简单，固定性好，是目前最为常用的固定化方法。
目前采用包埋法固定微生物的方法中，多采用以海藻酸钠为包埋剂，氯化钙为交联剂的处理装置，该方法成本低，效果好。但是，仍存在一些问题需要改进，比如海藻酸钙凝胶的机械强度较低，在磷酸盐等溶液中不稳定，因此该类固定化微生物在污水处理中会受到限制。故而，对海藻酸钠的稳定程度进行改性十分重要。
中国专利CN201310480145.1公开了一种可见光催化与固定化微生物联合处理废水的方法及联合反应器。经过光催化降解处理废水，废水经过光催化降解处理后，再流入固定化微生物流化床进行后续生化处理，对废水中的污染物进行进一步降解去除，经过生化处理的废水再反复进行光催化降解和固定化微生物流化床生化的联合处理，实现对废水进行多次循环深度处理，最终使经过处理废水达到回用标准。其中，该装置中的固定化微生物颗粒，有以下方式制备：按照(0.08～2):(1～3):1的比例将海藻酸钠、浓度为10～30g/L的微生物浓缩液、水混合后滴加到3％氯化钙溶液中，优选固化5～10分钟后，把聚合成型的凝胶氯化钙溶液中取出，去离子水清洗，即得到固定化微生物颗粒。该装置中使用的固定化微生物稳定性差，对于可处理的污水类型有限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型固定化微生物的污水处理方法，该方法采用新型的微生物固定方法，提高了固定化微生物的稳定性，提高了污水处理装置在不同类型的污水中的适应性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型固定化微生物的污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯、海藻酸钠以及去离子水混合，控制温度在80-90℃，至完全溶化，静置冷却至40-50℃，向其中加入微生物培养液，混合搅拌30-50min，得到待固定化微生物的混合溶液；
(2)将氯化钙加入去离子水中，搅拌均匀，向氯化钙溶液中滴加上一步制备的待固定化微生物的混合溶液，使之形成球形颗粒，并在其中浸泡12-18h，将球形颗粒过滤取出，去离子水冲洗，既得固定化微生物颗粒
(3)将固定化微生物置于污水处理设备中，将污水通入，经沉降后，流入固定化微生物池中，在其中静置12-18h后，打开出水口经膜过滤后流出污水处理设备；
其中固定化微生物中所用的微生物可根据污水类型进行选择。
优选的，所述步骤一中海藻酸钠的投入量与去离子水的体积比为1-5g/L。
优选的，所述步骤一中氧化石墨烯的投入量与去离子水的体积比为0.005-0.5g/L。
优选的，所述步骤一中待固定化微生物的混合溶液中微生物的含量为2-6g/L。
优选的，所述步骤二中氯化钙溶液中氯化钙的浓度为3-5g/L。
优选的，所述步骤三中膜过滤中膜是指纳米活性炭膜。
本发明具有以下有益效果，固定化微生物在制备过程中，海藻酸钠经氧化石墨烯改性后，所制得的固定化微生物稳定性更佳，对所处理的污水限制性更小，使用范围更加广泛。而且，该处理方法操作简单，成本低，污水处理效果好，尤其对于重金属废水或者放射性废水的处理净化性能优异。
附图说明
图1为本发明污水处理装置的示意图。
其中1、进水口，2、沉降池，3、连接管，4、固定化微生物池，5、出水口，6、纳米活性炭膜。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
将0.05g氧化石墨烯、1g海藻酸钠以及1L去离子水混合，控制温度在80℃，至完全溶化，静置冷却至45℃，向其中加入啤酒酵母培养液，使啤酒酵母含量控制在4g/L，混合搅拌40min，得到待固定化微生物的混合溶液；将3g氯化钙加入1L去离子水中，搅拌均匀，向氯化钙溶液中滴加上一步制备的待固定化微生物的混合溶液，使之形成球形颗粒，并在其中浸泡12h，将球形颗粒过滤取出，去离子水冲洗，既得固定化微生物颗粒；将固定化微生物置于污水处理设备中，将含铬量为30mg/L的模拟废水通入，经沉降后，流入固定化微生物池中，在其中静置18h后，打开出水口经膜过滤后流出污水处理设备，其中铬的去除率为87.1％。
实施例2
将0.1g氧化石墨烯、3g海藻酸钠以及1L去离子水混合，控制温度在90℃，至完全溶化，静置冷却至40℃，向其中加入啤酒酵母培养液，使啤酒酵母含量控制在5g/L，混合搅拌50min，得到待固定化微生物的混合溶液；将4g/L氯化钙加入1L去离子水中，搅拌均匀，向氯化钙溶液中滴加上一步制备的待固定化微生物的混合溶液，使之形成球形颗粒，并在其中浸泡18h，将球形颗粒过滤取出，去离子水冲洗，既得固定化微生物颗粒；将固定化微生物置于污水处理设备中，将含铬量为30mg/L的模拟废水通入，经沉降后，流入固定化微生物池中，在其中静置18h后，打开出水口经膜过滤后流出污水处理设备，其中铬的去除率为89.7％。
实施例3
将0.01g氧化石墨烯、1g海藻酸钠以及1L去离子水混合，控制温度在80℃，至完全溶化，静置冷却至50℃，向其中加入啤酒酵母培养液，使啤酒酵母含量控制在6g/L，混合搅拌45min，得到待固定化微生物的混合溶液；将3g/L氯化钙加入1L去离子水中，搅拌均匀，向氯化钙溶液中滴加上一步制备的待固定化微生物的混合溶液，使之形成球形颗粒，并在其中浸泡188h，将球形颗粒过滤取出，去离子水冲洗，既得固定化微生物颗粒；将固定化微生物置于污水处理设备中，将含铬量为30mg/L的模拟废水通入，经沉降后，流入固定化微生物池中，在其中静置18h后，打开出水口经膜过滤后流出污水处理设备，其中铬的去除率为92.5％。
实施例4
将0.005g氧化石墨烯、1g海藻酸钠以及1L去离子水混合，控制温度在90℃，至完全溶化，静置冷却至40℃，向其中加入啤酒酵母培养液，使啤酒酵母含量控制在3g/L，混合搅拌50min，得到待固定化微生物的混合溶液；将3g/L氯化钙加入1L去离子水中，搅拌均匀，向氯化钙溶液中滴加上一步制备的待固定化微生物的混合溶液，使之形成球形颗粒，并在其中浸泡18h，将球形颗粒过滤取出，去离子水冲洗，既得固定化微生物颗粒；将固定化微生物置于污水处理设备中，将含铬量为30mg/L的模拟废水通入，经沉降后，流入固定化微生物池中，在其中静置18h后，打开出水口经膜过滤后流出污水处理设备，其中铬的去除率为85.1％。
实施例5
将0.5g氧化石墨烯、5g海藻酸钠以及1L去离子水混合，控制温度在90℃，至完全溶化，静置冷却至45℃，向其中加入啤酒酵母培养液，使啤酒酵母含量控制在6g/L，混合搅拌40min，得到待固定化微生物的混合溶液；将5g/L氯化钙加入1L去离子水中，搅拌均匀，向氯化钙溶液中滴加上一步制备的待固定化微生物的混合溶液，使之形成球形颗粒，并在其中浸泡18h，将球形颗粒过滤取出，去离子水冲洗，既得固定化微生物颗粒；将固定化微生物置于污水处理设备中，将含铬量为30mg/L的模拟废水通入，经沉降后，流入固定化微生物池中，在其中静置18h后，打开出水口经膜过滤后流出污水处理设备，其中铬的去除率为90.3％。
实施例6
将0.08g氧化石墨烯、2g海藻酸钠以及1L去离子水混合，控制温度在90℃，至完全溶化，静置冷却至50℃，向其中加入啤酒酵母培养液，使啤酒酵母含量控制在4g/L，混合搅拌35min，得到待固定化微生物的混合溶液；将4g/L氯化钙加入1L去离子水中，搅拌均匀，向氯化钙溶液中滴加上一步制备的待固定化微生物的混合溶液，使之形成球形颗粒，并在其中浸泡12h，将球形颗粒过滤取出，去离子水冲洗，既得固定化微生物颗粒；将固定化微生物置于污水处理设备中，将含铬量为30mg/L的模拟废水通入，经沉降后，流入固定化微生物池中，在其中静置18h后，打开出水口经膜过滤后流出污水处理设备，其中铬的去除率为88.9％。

Claims (1)

1.一种新型固定化微生物的污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氧化石墨烯、海藻酸钠以及去离子水混合，控制温度在80-90℃，至完全溶化，静置冷却至40-50℃，向其中加入微生物培养液，混合搅拌30-50min，得到待固定化微生物的混合溶液；
(2)将氯化钙加入去离子水中，搅拌均匀，向氯化钙溶液中滴加上一步制备的待固定化微生物的混合溶液，使之形成球形颗粒，并在其中浸泡12-18h，将球形颗粒过滤取出，去离子水冲洗，既得固定化微生物颗粒；
(3)将固定化微生物置于污水处理设备中，将污水通入，经沉降后，流入固定化微生物池中，在其中静置12-18h后，打开出水口经膜过滤后流出污水处理设备；
其中固定化微生物中所用的微生物可根据污水类型进行选择；
所述步骤一中海藻酸钠的投入量与去离子水的体积比为1-5g/L，所述步骤一中氧化石墨烯的投入量与去离子水的体积比为0.005-0.5g/L，所述步骤一中待固定化微生物的混合溶液中微生物的含量为2-6g/L，所述步骤二中氯化钙溶液中氯化钙的浓度为3-5g/L；
所述步骤三中膜过滤中膜是指纳米活性炭膜。
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