CN107904225A - 一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球及其制备方法,微生物凝胶球包括组分及其重量添加配比为,包埋剂溶液∶交联剂溶液∶含反硝化菌微生物=(3~4)∶(1~2)∶(2~3)。制法如下:制包埋剂溶液,将其加热融化后冷却,将含反硝化菌微生物加入冷却包埋剂中,混合后滴入交联剂中成球体冷藏至硬化,冲洗掉表面交联剂,制得产物。本发明通过添加还原铁粉增加微生物凝胶球密度,提高其沉降性能;同时利用铁粉还原性进行化学反应,增加反硝化效率。微生物凝胶球在低温条件下具有更好活性和更高效率;包埋微生物凝胶球比同等生物量未包埋的活性污泥效率更高,在去除效率相同情况下,前者比后者所需生物量少。
Description
技术领域:
本发明属于生物废水处理技术领域,具体涉及一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球及其制备方法。
背景技术:
微生物包埋固定化技术是指将游离微生物通过物理或化学的方法限定在一定的空间区域内,并使其保持活性且可反复利用的一种新型微生物处理技术。微生物包埋固定技术具有微生物密度高、流失少、产物易分离、耐毒害和抗冲击负荷能力强、处理设备小型化、易操作、稳定性强、剩余污泥量少等优点。我国的地下水大多属于低温水,在低温条件下反硝化菌的活性降低,去除效果降低。通过固定化技术来扩大细菌适宜温度的范围,使其在低温条件下也能具有较好的活性和较高的效率。
碳源是制约生物脱氮效率的重要因素。我国城市污水碳源不足,需要考虑碳源补充提供反硝化电子供体。淀粉来源广泛,廉价易得,可通过改性满足不同酶固定化的需要,是一种较为理想的酶固定化载体。包埋淀粉使反硝化菌得到碳源,同时避免了外加碳源对地下水进行二次污染。
针对这些问题,如何制备以粉为包埋剂的嗜冷反硝化菌的包埋制备方法及在低温条件下去除地下水中的硝酸盐的方法显得尤为重要。
发明内容:
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足,提供一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,包括组分及其重量添加配比为,包埋剂溶液∶交联剂溶液∶含反硝化菌微生物=(3~4)∶(1~2)∶(2~3);
其中,所述的包埋剂溶液中的溶质包括淀粉,聚乙烯醇(PVA),海藻酸钠(SA)和还原铁粉。
所述的淀粉在包埋剂溶液中的质量分数为8~12%;
所述的聚乙烯醇在包埋剂溶液中的质量分数为1.2~2.5%;
所述的海藻酸钠在包埋剂溶液中的质量分数为0.5~1.7%;
所述的还原铁粉在包埋剂溶液中的质量分数为0.1~1.0%。
所述的交联剂溶液中的溶质为氯化钙与硼酸,其中,所述的氯化钙在交联剂溶液中的质量分数为1~3%,所述的硼酸在交联剂溶液中的质量分数为3~5%。
所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,包括以下步骤:
(1)按配比,取淀粉,聚乙烯醇,海藻酸钠和还原铁粉,混合均匀后溶于水,制得包埋剂溶液;
(2)将制得的包埋剂溶液加热至融化后,冷却至25~35℃,形成冷却后的包埋剂;
(3)将含反硝化菌的微生物加入到步骤(2)中冷却后的包埋剂中,混合均匀后,形成混合物;
(4)将混合物滴入交联剂溶液中,成球体后,将球体冷藏至硬化,并将硬化后球体表面交联剂溶液冲洗掉,制得包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球。
所述的步骤(2)中,包埋剂的加热温度为90~95℃,加热时间为5~10min。
所述的步骤(3)中,含反硝化菌的微生物为二沉池活性污泥。
所述的步骤(3)中,二沉池活性污泥经过提高负荷以及低温培养反硝化细菌,培养过程为:在25~35℃,逐步提高进水氮负荷,至进水硝态氮浓度达到200mg/L时,达到最大负荷,然后,逐步降温至15℃稳定后,培养完成,与冷却后的包埋剂混合进行包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备。
所述的步骤(4)中,冷藏时间为20~25h。
所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球在去除水体中硝酸盐的应用。
实验装置采用升流式厌氧污泥床(UASB)驯化培养反硝化菌,反应器接种二沉池絮状物污泥,接种污泥占反应器总体积25%。驯化阶段温度为32℃,水力停留时间10h,PH为8.0,碳氮比为5∶1。配置进水硝态氮浓度为50~200mg/L,进水COD为250~1000mg/L,无机磷浓度10mg/L。当出水效果较好时逐渐提高氮负荷,直至找到最大负荷。逐步降温至15℃,通过改变氮负荷、PH和碳氮比等因素提高出水效果,增加微生物的耐冲击负荷能力。将培育好的活性污泥混入包埋剂中制备成反硝化包埋菌。
将反硝化包埋菌加入UASB反应器中,占反应器总体积50%。重复上述试验过程。
本发明的有益效果:
所述的一种以淀粉为主要载体的反硝化包埋菌的制备方法以及在低温条件下用其去除地下水中的硝酸盐的方法,其优势和特点是:
1)在反硝化微生物培养中,模拟地下水硝态氮浓度不高于200mg/L。
2)制备反硝化包埋菌所用的微生物是经过提高负荷以及低温培养的二沉池活性污泥。
3)淀粉是一种天然高分子化合物,是由植物通过光合作用合成的,其来源广泛,廉价易得,是一种可再生资源,且无毒,亲水性好,具有适合酶反应的天然微环境,可以作为反硝化反应的碳源。淀粉作为包埋剂可以重复利用反硝化菌,进行多次包埋,节约驯化时间。
4)聚乙烯醇是一种新型的微生物包埋固定化载体,它具有强度高、化学稳定性好、抗微生物分解性能强、对微生物无毒、价格低廉等一系列优点,聚乙烯醇作为添加剂增加包埋菌的机械强度。
5)海藻酸钠具有固化、成形方便,对微生物毒性小,固定化密度高等优点。海藻酸钠作为添加剂使包埋菌更易成形。
6)还原铁粉增加包埋菌的密度,提高包埋菌的沉降性能;同时利用铁粉的还原性进行化学反应,增加反硝化的效率。
7)试验中所有的降温处理都是逐步降温,使得微生物适应环境变化,提高活性。
8)试验中所有的提高氮负荷都是“缩短水力停留时间-提高进水硝态氮浓度”逐步进行,使微生物适应环境变化,提高耐冲击负荷性能。
附图说明:
图1为本发明的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球制备工艺流程图。
具体实施方式:
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
以下实施例1~9中的二沉池活性污泥经过提高负荷以及低温培养反硝化细菌,培养过程为:
取污水处理厂二沉池的回流污泥,采用升流式厌氧污泥床(UASB)驯化培养反硝化菌,反应器接种二沉池絮状物污泥,接种污泥占反应器总体积25%,反硝化反应器采用模拟废水,组成成分:NaNO3:50~200mg/L,CH3COONa:250~1000mg/L,KH2PO3:12.8mg/L,MgSO4:10mg/L,ZnSO4·7H2O:3.5mg/L,CaCl2·2H2O:7.8mg/L,FeCl2·2H2O:1.26mg/L;
驯化阶段温度为32℃,水力停留时间10h,PH为8.0,碳氮比为5∶1。配置进水硝态氮浓度为50mg/L,进水COD为250mg/L,无机磷浓度10mg/L;
经过7d的驯化培养,NO3-N的氮负荷去除率和CDO的容积负荷去除率分别达到90%和94%以上,且一段时间内保持不变,此时缩短水力停留时间至3.5h,达到最大负荷,保持负荷不变,提高进水硝态氮浓度至100mg/L,水力停留时间为7h;重复上述操作,在25~35℃,逐步提高进水氮负荷,至进水硝态氮浓度达到200mg/L时,达到最大负荷,不再提高负荷,然后,逐步降温至15℃稳定后,培养完成,与冷却后的包埋剂混合进行包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备。
以下实施例1~9制备包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球中各组分取值表如表1所示,将实施例1~9制备的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球应用在去除水体中硝酸盐中,进水条件为:PH为8.0,温度为15℃,碳氮比为5∶1,水力停留时间为10h,进水硝态氮浓度为150mg/L,进水COD为750mg/L,无机磷浓度为10mg/L。
表1实施例1~9中各组分取值表
实施例1
一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,包括组分及其重量添加份数为:包埋剂溶液12份,交联剂溶液4份,含反硝化菌微生物8份,其中:
所述的包埋剂溶液中的溶质包括淀粉,聚乙烯醇(PVA),海藻酸钠(SA)和还原铁粉;
所述的淀粉在包埋剂溶液中的质量分数为8%;
所述的聚乙烯醇在包埋剂溶液中的质量分数为1.2%;
所述的海藻酸钠在包埋剂溶液中的质量分数为0.5%;
所述的还原铁粉在包埋剂溶液中的质量分数为0.1%;
所述的交联剂溶液的溶质为氯化钙与硼酸,氯化钙在交联剂溶液中的质量分数为1%,硼酸在交联剂溶液中的质量分数为3%。
所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,包括以下步骤:
(1)取淀粉,聚乙烯醇,海藻酸钠和还原铁粉,混合均匀后溶于水,制得包埋剂溶液,所述的包埋剂溶液中,淀粉质量分数为8%,聚乙烯醇质量分数为1.2%,海藻酸钠质量分数为0.5%,还原铁粉质量分数为0.1%;
(2)将制得的包埋剂溶液加热至融化后,包埋剂的加热温度为90℃,加热时间为5min,冷却至25℃,形成冷却后的包埋剂;
(3)将低温培养的反活性污泥加入到步骤(2)中冷却后的包埋剂中,混合均匀后,形成混合物;
(4)将混合物滴入交联剂溶液中,成球体后,将球体冷藏20h至硬化,并将硬化后球体表面交联剂溶液冲洗掉,制得包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,将该包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球应用在去除水体中硝酸盐领域,出水总氮浓度为12.185mg/L,COD浓度为58.312mg/L。
实施例2
一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,包括组分及其重量添加份数为:包埋剂溶液12份,交联剂溶液6份,含反硝化菌微生物10份,其中:
所述的包埋剂溶液中的溶质包括淀粉,聚乙烯醇(PVA),海藻酸钠(SA)和还原铁粉;
所述的淀粉在包埋剂溶液中的质量分数为8%;
所述的聚乙烯醇在包埋剂溶液中的质量分数为1.8%;
所述的海藻酸钠在包埋剂溶液中的质量分数为1.1%;
所述的还原铁粉在包埋剂溶液中的质量分数为0.5%;
所述的交联剂溶液的溶质为氯化钙与硼酸,氯化钙在交联剂溶液中的质量分数为2%,硼酸在交联剂中的质量分数为4%。
所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,其工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)取淀粉,聚乙烯醇,海藻酸钠和还原铁粉,混合均匀后溶于水,制得包埋剂溶液,所述的包埋剂溶液中,淀粉质量分数为8%,聚乙烯醇质量分数为1.8%,海藻酸钠质量分数为1.1%,还原铁粉质量分数为0.5%;
(2)将制得的包埋剂溶液加热至融化后,包埋剂的加热温度为90℃,加热时间为5min,冷却至30℃,形成冷却后的包埋剂;
(3)将低温培养的反活性污泥加入到步骤(2)中冷却后的包埋剂中,混合均匀后,形成混合物;
(4)将混合物滴入交联剂溶液中,成球体后,将球体冷藏24h至硬化,并将硬化后球体表面交联剂溶液冲洗掉,制得包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,将该包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球应用在去除水体中硝酸盐领域,出水总氮浓度为5.550mg/L,COD浓度为49.494mg/L。
实施例3
一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,包括组分及其重量添加份数为:包埋剂溶液12份,交联剂溶液8份,含反硝化菌微生物12份,其中:
所述的包埋剂溶液中的溶质包括淀粉,聚乙烯醇(PVA),海藻酸钠(SA)和还原铁粉;
所述的淀粉在包埋剂溶液中的质量分数为8%;
所述的聚乙烯醇在包埋剂溶液中的质量分数为2.5%;
所述的海藻酸钠在包埋剂溶液中的质量分数为1.7%;
所述的还原铁粉在包埋剂溶液中的质量分数为1.0%;
所述的交联剂溶液的溶质为氯化钙与硼酸,氯化钙在交联剂溶液中的质量分数为2%,硼酸在交联剂中的质量分数为4%。
所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,其工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)取淀粉,聚乙烯醇,海藻酸钠和还原铁粉,混合均匀后溶于水,制得包埋剂溶液,所述的包埋剂溶液中,淀粉质量分数为8%,聚乙烯醇质量分数为2.5%,海藻酸钠质量分数为1.7%,还原铁粉质量分数为1.0%;
(2)将制得的包埋剂溶液加热至融化后,包埋剂的加热温度为90℃,加热时间为5min,冷却至30℃,形成冷却后的包埋剂;
(3)将低温培养的反活性污泥加入到步骤(2)中冷却后的包埋剂中,混合均匀后,形成混合物;
(4)将混合物滴入交联剂溶液中,成球体后,将球体冷藏24h至硬化,并将硬化后球体表面交联剂溶液冲洗掉,制得包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,将该包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球应用在去除水体中硝酸盐领域,出水总氮浓度为4.809mg/L,COD浓度为55.084mg/L。
实施例4
一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,包括组分及其重量添加份数为:包埋剂溶液14份,交联剂溶液4份,含反硝化菌微生物10份,其中:
所述的包埋剂溶液中的溶质包括淀粉,聚乙烯醇(PVA),海藻酸钠(SA)和还原铁粉;
所述的淀粉在包埋剂溶液中的质量分数为10%;
所述的聚乙烯醇在包埋剂溶液中的质量分数为1.2%;
所述的海藻酸钠在包埋剂溶液中的质量分数为1.1%;
所述的还原铁粉在包埋剂溶液中的质量分数为1.0%;
所述的交联剂溶液的溶质为氯化钙与硼酸,氯化钙在交联剂溶液中的质量分数为2%,硼酸在交联剂中的质量分数为4%。
所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,其工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)取淀粉,聚乙烯醇,海藻酸钠和还原铁粉,混合均匀后溶于水,制得包埋剂溶液,所述的包埋剂溶液中,淀粉质量分数为10%,聚乙烯醇质量分数为1.2%,海藻酸钠质量分数为1.1%,还原铁粉质量分数为1.0%;
(2)将制得的包埋剂溶液加热至融化后,包埋剂的加热温度为90℃,加热时间为5min,冷却至30℃,形成冷却后的包埋剂;
(3)将低温培养的反活性污泥加入到步骤(2)中冷却后的包埋剂中,混合均匀后,形成混合物;
(4)将混合物滴入交联剂溶液中,成球体后,将球体冷藏24h至硬化,并将硬化后球体表面交联剂溶液冲洗掉,制得包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,将该包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球应用在去除水体中硝酸盐领域,出水总氮浓度为2.562mg/L,COD浓度为37.446mg/L。
实施例5
一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,包括组分及其重量添加份数为:包埋剂溶液14份,交联剂溶液6份,含反硝化菌微生物12份,其中:
所述的包埋剂溶液中的溶质包括淀粉,聚乙烯醇(PVA),海藻酸钠(SA)和还原铁粉;
所述的淀粉在包埋剂溶液中的质量分数为10%;
所述的聚乙烯醇在包埋剂溶液中的质量分数为1.8%;
所述的海藻酸钠在包埋剂溶液中的质量分数为1.7%;
所述的还原铁粉在包埋剂溶液中的质量分数为0.1%;
所述的交联剂溶液的溶质为氯化钙与硼酸,氯化钙在交联剂溶液中的质量分数为2%,硼酸在交联剂中的质量分数为4%。
所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,其工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)取淀粉,聚乙烯醇,海藻酸钠和还原铁粉,混合均匀后溶于水,制得包埋剂溶液,所述的包埋剂溶液中,淀粉质量分数为10%,聚乙烯醇质量分数为1.8%,海藻酸钠质量分数为1.7%,还原铁粉质量分数为0.1%;
(2)将制得的包埋剂溶液加热至融化后,包埋剂的加热温度为90℃,加热时间为8min,冷却至30℃,形成冷却后的包埋剂;
(3)将低温培养的反活性污泥加入到步骤(2)中冷却后的包埋剂中,混合均匀后,形成混合物;
(4)将混合物滴入交联剂溶液中,成球体后,将球体冷藏24h至硬化,并将硬化后球体表面交联剂溶液冲洗掉,制得包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,将该包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球应用在去除水体中硝酸盐领域,出水总氮浓度为3.967mg/L,COD浓度为60.674mg/L。
实施例6
一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,包括组分及其重量添加份数为:包埋剂溶液14份,交联剂溶液8份,含反硝化菌微生物8份,其中:
所述的包埋剂溶液中的溶质包括淀粉,聚乙烯醇(PVA),海藻酸钠(SA)和还原铁粉;
所述的淀粉在包埋剂溶液中的质量分数为10%;
所述的聚乙烯醇在包埋剂溶液中的质量分数为2.5%;
所述的海藻酸钠在包埋剂溶液中的质量分数为0.5%;
所述的还原铁粉在包埋剂溶液中的质量分数为0.5%;
所述的交联剂溶液的溶质为氯化钙与硼酸,氯化钙在交联剂溶液中的质量分数为2%,硼酸在交联剂中的质量分数为4%。
所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,其工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)取淀粉,聚乙烯醇,海藻酸钠和还原铁粉,混合均匀后溶于水,制得包埋剂溶液,所述的包埋剂溶液中,淀粉质量分数为10%,聚乙烯醇质量分数为2.5%,海藻酸钠质量分数为0.5%,还原铁粉质量分数为0.5%;
(2)将制得的包埋剂溶液加热至融化后,包埋剂的加热温度为90℃,加热时间为8min,冷却至30℃,形成冷却后的包埋剂;
(3)将低温培养的反活性污泥加入到步骤(2)中冷却后的包埋剂中,混合均匀后,形成混合物;
(4)将混合物滴入交联剂溶液中,成球体后,将球体冷藏24h至硬化,并将硬化后球体表面交联剂溶液冲洗掉,制得包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,将该包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球应用在去除水体中硝酸盐领域,出水总氮浓度为3.390mg/L,COD浓度为48.359mg/L。
实施例7
一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,包括组分及其重量添加份数为:包埋剂溶液16份,交联剂溶液4份,含反硝化菌微生物12份,其中:
所述的包埋剂溶液中的溶质包括淀粉,聚乙烯醇(PVA),海藻酸钠(SA)和还原铁粉;
所述的淀粉在包埋剂溶液中的质量分数为12%;
所述的聚乙烯醇在包埋剂溶液中的质量分数为1.2%;
所述的海藻酸钠在包埋剂溶液中的质量分数为1.7%;
所述的还原铁粉在包埋剂溶液中的质量分数为0.5%;
所述的交联剂溶液的溶质为氯化钙与硼酸,氯化钙在交联剂溶液中的质量分数为2%,硼酸在交联剂中的质量分数为4%。
所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,其工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)取淀粉,聚乙烯醇,海藻酸钠和还原铁粉,混合均匀后溶于水,制得包埋剂溶液,所述的包埋剂溶液中,淀粉质量分数为12%,聚乙烯醇质量分数为1.2%,海藻酸钠质量分数为2.7%,还原铁粉质量分数为0.5%;
(2)将制得的包埋剂溶液加热至融化后,包埋剂的加热温度为90℃,加热时间为8min,冷却至30℃,形成冷却后的包埋剂;
(3)将低温培养的反活性污泥加入到步骤(2)中冷却后的包埋剂中,混合均匀后,形成混合物;
(4)将混合物滴入交联剂溶液中,成球体后,将球体冷藏24h至硬化,并将硬化后球体表面交联剂溶液冲洗掉,制得包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,将该包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球应用在去除水体中硝酸盐领域,出水总氮浓度为1.742mg/L,COD浓度为24.768mg/L。
实施例8
一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,包括组分及其重量添加份数为:包埋剂溶液16份,交联剂溶液6份,含反硝化菌微生物8份,其中:
所述的包埋剂溶液中的溶质包括淀粉,聚乙烯醇(PVA),海藻酸钠(SA)和还原铁粉;
所述的淀粉在包埋剂溶液中的质量分数为12%;
所述的聚乙烯醇在包埋剂溶液中的质量分数为1.8%;
所述的海藻酸钠在包埋剂溶液中的质量分数为0.5%;
所述的还原铁粉在包埋剂溶液中的质量分数为1.0%;
所述的交联剂溶液的溶质为氯化钙与硼酸,氯化钙在交联剂溶液中的质量分数为2%,硼酸在交联剂中的质量分数为4%。
所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,其工艺流程图如图1所示,包括以下步骤:
(1)取淀粉,聚乙烯醇,海藻酸钠和还原铁粉,混合均匀后溶于水,制得包埋剂溶液,所述的包埋剂溶液中,淀粉质量分数为12%,聚乙烯醇质量分数为1.8%,海藻酸钠质量分数为0.5%,还原铁粉质量分数为1.0%;
(2)将制得的包埋剂溶液加热至融化后,包埋剂的加热温度为92℃,加热时间为10min,冷却至30℃,形成冷却后的包埋剂;
(3)将低温培养的反活性污泥加入到步骤(2)中冷却后的包埋剂中,混合均匀后,形成混合物;
(4)将混合物滴入交联剂溶液中,成球体后,将球体冷藏24h至硬化,并将硬化后球体表面交联剂溶液冲洗掉,制得包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,将该包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球应用在去除水体中硝酸盐领域,出水总氮浓度为1.054mg/L,COD浓度为10.178mg/L。
实施例9
一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,包括组分及其重量添加份数为:包埋剂溶液16份,交联剂溶液8份,含反硝化菌微生物10份,其中:
所述的包埋剂溶液中的溶质包括淀粉,聚乙烯醇(PVA),海藻酸钠(SA)和还原铁粉;
所述的淀粉在包埋剂溶液中的质量分数为12%;
所述的聚乙烯醇在包埋剂溶液中的质量分数为2.5%;
所述的海藻酸钠在包埋剂溶液中的质量分数为1.1%;
所述的还原铁粉在包埋剂溶液中的质量分数为0.1%;
所述的交联剂溶液的溶质为氯化钙与硼酸,氯化钙在交联剂溶液中的质量分数为3%,硼酸在交联剂中的质量分数为5%。
所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,包括以下步骤:
(1)取淀粉,聚乙烯醇,海藻酸钠和还原铁粉,混合均匀后溶于水,制得包埋剂溶液,所述的包埋剂溶液中,淀粉质量分数为12%,聚乙烯醇质量分数为2.5%,海藻酸钠质量分数为1.1%,还原铁粉质量分数为0.1%;
(2)将制得的包埋剂溶液加热至融化后,包埋剂的加热温度为95℃,加热时间为10min,冷却至35℃,形成冷却后的包埋剂;
(3)将低温培养的反活性污泥加入到步骤(2)中冷却后的包埋剂中,混合均匀后,形成混合物;
(4)将混合物滴入交联剂溶液中,成球体后,将球体冷藏25h至硬化,并将硬化后球体表面交联剂溶液冲洗掉,制得包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,将该包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球应用在去除水体中硝酸盐领域,出水总氮浓度为1.907mg/L,COD浓度为19.678mg/L。
试验微生物采用上述包埋微生物,试验方法采用驯化活性污泥的方法,结果表明经包埋处理获得的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的反硝化菌对环境具有更强的适应力,耐负荷冲击能力强,在低温条件下具有更好的活性和更高的效率,基本上可以适应地下水的低温环境。同时,包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球比同等生物量未包埋的活性污泥效率更高;在去除效率相同的情况下,包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球比未包埋的活性污泥所需的生物量少。
Claims (7)
1.一种包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,其特征在于,包括组分及其重量添加配比为,包埋剂溶液∶交联剂溶液∶含反硝化菌微生物=(3~4)∶(1~2)∶(2~3);
其中,所述的包埋剂溶液中的溶质包括淀粉,聚乙烯醇(PVA),海藻酸钠(SA)和还原铁粉;
所述的淀粉在包埋剂溶液中的质量分数为8~12%;
所述的聚乙烯醇在包埋剂溶液中的质量分数为1.2~2.5%;
所述的海藻酸钠在包埋剂溶液中的质量分数为0.5~2.7%;
所述的还原铁粉在包埋剂溶液中的质量分数为0.5~1.0%。
2.根据权利要求1所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球,其特征在于,所述的交联剂为氯化钙溶液与硼酸溶液的混合物,其中,所述的氯化钙溶液质量分数为1~3%,所述的硼酸溶液的质量分数为3~5%。
3.权利要求1所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按配比,取淀粉,聚乙烯醇,海藻酸钠和还原铁粉,混合均匀后溶于水,制得包埋剂溶液;
(2)将制得的包埋剂溶液加热至融化后,冷却至25~35℃,形成冷却后的包埋剂;
(3)将含反硝化菌的微生物加入到步骤(2)中冷却后的包埋剂中,混合均匀后,形成混合物;
(4)将混合物滴入交联剂中,成球体后,将球体冷藏至硬化,并将硬化后球体表面交联剂冲洗掉,制得包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球。
4.根据权利要求3所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,其特征在于,所述的步骤(2)中,包埋剂的加热温度为90~95℃,加热时间为5~10min。
5.根据权利要求3所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,其特征在于,所述的步骤(3)中,含反硝化菌的微生物为二沉池活性污泥。
6.根据权利要求3所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,其特征在于,所述的步骤(3)中,二沉池活性污泥经过提高负荷以及低温培养反硝化细菌,培养过程为:在25~35℃,逐步提高进水氮负荷,至进水硝态氮浓度达到200mg/L时,达到最大负荷,然后,逐步降温至15℃稳定后,培养完成,与冷却后的包埋剂混合进行包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备。
7.根据权利要求3所述的包埋嗜冷反硝化菌的微生物凝胶球的制备方法,其特征在于,所述的步骤(4)中,冷藏时间为20~25h。
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CN110078206A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-08-02 | 山东大学 | 一种基于DNRA-Anammox固定化小球高效处理含氮废水的方法 |
CN110078206B (zh) * | 2019-03-22 | 2021-08-10 | 山东大学 | 一种基于DNRA-Anammox固定化小球高效处理含氮废水的方法 |
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