CN107055755A - 一种固定化白腐菌流化床印染废水高效脱色处理装置 - Google Patents

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张洁
武莉娅
曹井国
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吴志国
周颖
张睿轩
常丹青
师育良
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Abstract

本发明公开一种包埋固定化白腐菌流化床印染废水高效脱色处理装置，该装置包括进水口、钢制支架、曝气管、曝气盘、反应器内筒、包埋固定化白腐菌小球、反应器外筒、出水口。装置将圆柱型PVC内筒通过钢制支架固定在外筒上，外筒采用有机玻璃柱体制成，内筒底有曝气管和曝气盘，装置内填充的是包埋固定化白腐菌小球。本发明将固定化技术的优点、白腐菌生物降解的广泛适用性和流化床高效印染废水脱色装置有机结合，克服传统固定化方法的不持久、脱色方法的不经济、脱色装置的不高效等缺陷，保证处理后的水质满足新的排放标准要求。

Description

一种固定化白腐菌流化床印染废水高效脱色处理装置
技术领域
一种固定化白腐菌流化床印染废水高效脱色处理装置，本发明属于染料废水处理领域，涉及一种印染废水脱色处理的高效装置以及采用海藻酸钠-聚乙烯醇-果壳活性炭粉末包埋固定化白腐菌用于印染废水处理的方法。
背景技术
印染废水中的染料是一种化学结构复杂的化合物，它含有人工合成、复杂的芳香烃分子结构，很难被除去，由此也成为所有工业废水中最难处理的工业废水之一。染料废水可生化性差、色度高、成分复杂、高毒大，对人和其他生物具有致癌、致畸、致突变的三致作用，由此也使其处理难度进一步加大。随着各种染料的广泛使用，据不完全的统计结果，在生产和使用过程中有10％～15％的染料释放到环境中。目前，国际上主要是通过物理法、化学法和生物法等处理该类废水。但是理化处理方法相对生物处理方法而言成本高、效率低，易产生二次污染，且有底泥难以处理的缺陷，故生物方法凭借环境友好、操作简单等优点受到越来越多的关注和研究。
白腐菌是一类腐生的丝状真菌，属高等担子菌，其分泌的胞外酶具有非特异性和无需底物诱导的独特性能，使得它对许多有毒、难降解的有机物具有广谱、非专一和彻底的降解能力，能降解卤素、有机氯农药、多环芳烃、染料、多氯联苯等多种对环境有害的物质，这种独特的性质使之具有广泛的应用前景，从而成为国内外研究的热点。
固定化技术起源于上世纪60年代，是指用物理或化学方法使酶成为不溶性衍生物，或使细胞成为不易从载体上流失的形式，制成生物反应器，用以催化生化反应或细胞增殖等。目前，废水处理中的固定化技术应用已然成为国内外研究的热点。
已经公开的专利表明，有包埋固定化微生物的方法、固定化白腐菌应用于印染废水处理的方法以及各类脱色处理装置，却没有一种将高效包埋固定化方法固定化广谱性的白腐菌用于流化床高效脱色处理装置的先例，针对此种情况，本发明针对传统固定化方法的不持久、脱色方法的不经济、脱色装置的不高效等缺陷，将包埋固定化白腐菌与流化床高效印染废水脱色装置相结合，提出一种固定化白腐菌流化床印染废水高效脱色处理装置。
发明内容
本发明的目的在于将一种采用海藻酸钠-聚乙烯醇-果壳活性炭粉末包埋固定化白腐菌的方法应用于一种流化床印染废水高效脱色处理装置，为白腐菌的快速富集、抵抗不利因素提供适宜环境，使该装置既能克服现有技术的不足，降低微生物损失率，又可以低成本、高收益实现印染废水的高效脱色，保证废水的达标排放，甚至是资源化利用。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种包埋固定化白腐菌流化床印染废水高效脱色处理装置，该装置包括进水口、钢制支架、曝气管、曝气盘、反应器内筒、包埋固定化白腐菌小球、反应器外筒、出水口。其特征在于印染废水由底部进口进入反应器，反应器内筒底部设置的曝气管和曝气盘实现微生物的供氧，并为包埋固定化白腐菌小球的移动提供动力，使其充分和印染废水相接触，包埋材料将废水中污染物质吸附至固定化小球表面及内部，白腐菌分泌胞外酶对其进行脱色处理，从而提高了处理效率，包埋固定化各配比成分根据水质以及白腐菌的特点，经过试验确定，不仅能够确保固定化小球上菌体的持有量，同时还要保证包埋固定化白腐菌小球强度等方面的要求。
一种采用固定化白腐菌对印染废水脱色的方法，其步骤为：
(1)将培养好的白腐菌制成OD600为3的孢子悬浮液；
(2)将1％海藻酸钠(SA)、7％聚乙烯醇(PVA)高温高压混合均匀，加入3％JL-107果壳活性炭(8-16目，强度≥90％，比表面积950m2/g)，制成混合胶体中并降至40℃；
(3)接种10％菌悬液于混合胶体，充分融合后匀速滴至饱和硼酸和2％CaCl2·2H2O的混合溶液，制成直径3-5mm的包埋固定化白腐菌小球；
(4)将小球于PDA液体培养基培养4天即可用于流化床印染废水高效脱色处理装置。
所述PDA液体培养基成分包括马铃薯200g/L(去皮切成碎块煮30min)，葡萄糖20.0g/L，KH2PO4 3.0g/L，MgSO4·7H2O 1.5g/L，酵母浸粉0.1g/L，pH自然。所述将包埋固定化小球进行培养4天，其条件为转速150rpm，温度30℃。
本发明具有以下优点和积极效果：
1、本发明采用一种固定化白腐菌流化床印染废水高效脱色处理装置，将固定化技术、高效脱色菌、包埋固定化白腐菌完美结合，实现实现印染废水的高效生物脱色；
2、本装置易于快速启动，安装简单，操作方便，便于控制，投加的包埋固定化小球体积小，对空间要求不大，从而降低了装置对空间的需求，达到节能降耗的目的；
3、固定化方法简单，包埋固定化小球易于制得，对印染废水脱色效率高。
附图说明
图1为本发明一种流化床印染废水高效脱色处理装置示意图；图2为A-A截面剖视图。
《附图中序号说明》
1：进水口；2：钢制支架；3：曝气管；4：曝气盘；5：反应器内筒；6：包埋固定化白腐菌小球；7：反应器外筒；8：出水口。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
装置外筒7选用有机玻璃柱体制成反应器，桶内同心放置一圆柱形PVC管5作为反应器的内筒，并利用三根钢制支架2作为支撑，PVC管5起到了导流筒的作用。反应器内包埋固定化白腐菌小球6通过反应器内筒5下布置的曝气盘4和曝气管3实现供氧和自由移动，使其充分和印染废水相接触，从而提高了处理效率。包埋固定化白腐菌小球6投于反应器中，依靠曝气和水流的提升作用，使球体处于悬浮和流化状态，可全方位自由活动，不需固定，只需在出水口设置截留网即可。当装置内水质达标后，即可通过反应器外筒7上部的出水口8排出装置。包埋固定化各配比成分根据水质以及白腐菌的特点，经过试验确定，不仅能够确保固定化小球上菌体的持有量，同时还要保证包埋固定化白腐菌小球强度等方面的要求。
本发明装置的工作过程：
印染废水由入水口进入反应器，通过反应装置底部布置曝气管和曝气盘使空气进入反应器，为生物提供氧气，并为包埋固定化白腐菌的移动提供动力，同时保证流化状态的包埋固定化白腐菌和印染废水的充分接触，实现污染物的去除。反应器内筒起到导流作用，可实现包埋固定化小球的定向移动。本发明的反应器将固定化技术的优点和白腐菌生物降解的高效有机结合，使处理效率提高30-40％。

Claims (2)

1.一种包埋固定化白腐菌流化床印染废水高效脱色处理装置，其特征在于印染废水由底部进水口(1)进入反应器外筒(7)，由三根钢制支架(2)支撑的反应器内筒(5)底部设置的曝气管(3)和曝气盘(4)实现微生物的供氧，并为包埋固定化白腐菌小球(6)的移动提供动力，使其充分和印染废水相接触，包埋材料将废水中污染物质吸附至固定化小球表面及内部，白腐菌分泌胞外酶对其进行脱色处理，从而提高了处理效率，反应器内筒(5)起到导流筒的作用，当水质达标后由反应器外筒(7)上部的出水口(8)排出装置。包埋固定化各配比成分根据水质以及白腐菌的特点，经过试验确定，不仅能够确保固定化小球上菌体的持有量，同时还要保证包埋固定化白腐菌小球强度等方面的要求。
2.根据权利要求1所述的包埋固定化白腐菌方法，其特征在于：将培养好的白腐菌制成OD600为3的孢子悬浮液接种于高温高压混合均匀并降温至40℃的1％海藻酸钠(SA)、7％聚乙烯醇(PVA)和3％JL-107果壳活性炭(8-16目，强度≥90％，比表面积950m2/g)混合胶体中，充分融合后匀速滴至饱和硼酸和2％CaCl2·2H2O的混合溶液，制成直径3-5mm的包埋固定化白腐菌小球，将小球于PDA液体培养基培养4天即可用于流化床印染废水高效脱色处理装置。
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