CN108793426A - 一种微生物絮凝剂复合物制备方法及其在水处理领域中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微生物絮凝剂复合物的制备方法及其在水处理中的应用。将微生物絮凝剂混合物与天然高分子改性絮凝剂复合,得到微生物絮凝剂复合物,所述的微生物絮凝剂混合物分别由红平红球菌ATCC 10543、地衣芽孢杆菌CGMCC 1.6510、小链霉菌CGMCC 4.5927、白地霉CGMCC 2.1320、总状共头霉CGMCC 3.3737发酵产生;所述的天然高分子改性絮凝剂以亚麻籽胶为母体,采用H2O2‑FeSO4作引发剂,用三乙胺与环氧氯丙烷共聚产物为阳离子单体进行改性,得到天然高分子改性絮凝剂。将本发明的微生物絮凝剂复合物用在水处理中,絮凝效果好,能大幅度减少絮凝剂用量,提高絮凝率,且安全无毒、无二次污染,是一种性能良好的水处理药剂,可以用于处理城市污水、工业废水等。
Description
技术领域
本发明属于水处理领域,具体涉及一种微生物絮凝剂复合物制备方法及其在水处理领域中的应用。
背景技术
我国是一个水资源比较贫乏的国家,随着近年来社会经济的快速腾飞,用水量更是急剧增加,这就不可避免地会产生各种工业废水、城市污水。因此,水处理(包括原水处理、污水处理和工业水处理等)问题已经变得越来越严峻。絮凝沉降法就是一种简便、经济、应用最广泛的水处理方法,而絮凝剂则是该水处理技术的核心,絮凝剂性能好坏决定着水处理的效果。
目前所常用的絮凝剂都有不同的问题,如无机高分子絮凝剂聚合氯化铝中的铝毒性较大,而聚合硫酸铁处理的水中常常带有颜色,而无机高分子絮凝剂用量大,絮凝效果不佳,常常要结合有机高分子絮凝剂使用。有机高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺,其聚合物本身没有毒性,但其单体丙烯酰胺具有神经毒素、致癌、致畸、致突变等作用。而生产中单体丙烯酰胺的残留是一个令人十分担忧的问题。而微生物絮凝剂具有絮凝活性高、安全、无毒、绿色环保等优点,可以克服无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的缺陷,最终实现无污染排放,因此微生物絮凝剂备受人们的关注。
微生物絮凝剂(Microbialflocculant,MBF),是微生物或者其分泌物产生的代谢产物,主要是糖蛋白、粘多糖、蛋白质、纤维素和DNA等高分子化合物。其具有絮凝活性高;易被降解,无毒无害,安全性高;无二次污染;用途广泛、脱色效果独特;投放量相对少;热稳定性强;易于固液分离;形成沉淀物少等优点。但因为微生物絮凝剂具有研究效率低;处理对象单一;制备成本高;产量低;不易储存等问题,使其在实际工程中并没有得到广泛的应用。因此,寻找合适的微生物絮凝剂复合物是制备高效、安全、环保絮凝剂的新思路
发明内容
本发明的目的在于提供一种微生物絮凝剂复合物的制备方法,本发明将微生物絮凝剂混合物与天然高分子改性絮凝剂进行复合得到高效微生物絮凝剂复合物,其具有絮凝效果好,安全无毒,无二次污染等特点。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种微生物絮凝剂复合物,其特征在于,将微生物絮凝剂混合物与天然高分子改性絮凝剂复合,所述的复合方式为将微生物絮凝剂混合物60-80份与天然高分子改性絮凝剂20-40份共溶于水中,在100-150rpm搅拌条件下搅拌30-60min,静置,离心收集沉淀物,在温度50-60℃下真空干燥,得到微生物絮凝剂复合物。
优选的,所述的微生物絮凝剂混合物包括红平红球菌ATCC 10543发酵得絮凝剂10-30份、地衣芽孢杆菌CGMCC 1.6510发酵得絮凝剂1-15份、小链霉菌CGMCC 4.5927发酵得絮凝剂1-15份、白地霉CGMCC 2.1320发酵得絮凝剂1-15份、总状共头霉CGMCC 3.3737发酵得絮凝剂10-30份。
优选的,所述的各微生物絮凝剂的制备方法包括以下步骤:
(1)发酵培养基灭菌后,接入5-10%的各微生物种子液,控制发酵温度为25-37℃、转速为100-200r/min,培养2-4天,即得各微生物发酵液;
(2)将各微生物发酵液过滤,得发酵上清液和滤饼。用蒸馏水洗涤滤饼,回收洗涤液与发酵上清液合并,得到各微生物发酵滤液;
(3)将各微生物发酵滤液于45-55℃温度下,减压浓缩至1/10-1/3体积,得到各微生物发酵浓缩液;
(4)将各微生物发酵浓缩液于4℃环境下冷却静置4-12h,加入发酵浓缩液体积1-3倍的冰浴丙酮,静置6-12h,离心收集沉淀物,得到各微生物絮凝剂。
优选的,所述的步骤(1)中的发酵培养基的制备方法如下:农作物秸轩与1.0-2.0%的硫酸以固液比1:5-1:10混合,在100-120℃的条件下反应1-2h后离心,取上清,调节pH到6.0-8.0。然后按照如下组分制备发酵培养基:农作物秸轩1L,葡萄糖5g,K2HPO4 5g,KH2PO4 2g,NaCl 0.1g,MgSO4·7H2O 0.5g,pH7.0-7.2。
优选的,所述的步骤(1)中不同微生物的发酵条件如下:红平红球菌控制发酵温度为28-30℃、转速为150-200r/min条件下培养60-80h;地衣芽孢杆菌控制发酵温度为35-37℃、转速为150-200r/min条件下培养54-72h;小链霉菌控制发酵温度为25-28℃、转速为160-200r/min条件下培养75-90h;白地霉控制发酵温度为25-28℃、转速为160-200r/min条件下培养65-84h;总状共头霉控制发酵温度为25-28℃、转速为160-200r/min条件下培养72-88h。
优选的,所述的步骤(1)中的各微生物种子液均处于对数生长期。
优选的,所述的红平红球菌和地衣芽胞杆菌的种子培养基的配方为:酵母提取物5g,蛋白胨10g,NaCl 10g,pH 7.0-7.2;所述的白地霉的种子培养基的配方为:麦芽浸粉130g,pH 6.2-6.5;所述的小链霉菌和总状共头霉的种子培养基的配方为:马铃薯提取液(取去皮马铃薯200g,切成小块,加水1.0L煮沸30分钟,滤去马铃薯块,将滤液补足至1.0L)1.0L,酵母提取物1.0g,蛋白胨3.0g,葡萄糖15g,pH 6.5-7.0。
优选的,所述的红平红球菌培养温度为28-30℃、转速为150-180r/min;地衣芽孢杆菌培养温度为35-37℃、转速为150-180r/min;小链霉菌培养温度为25-28℃、转速为160-180r/min;白地霉培养温度为25-28℃、转速为160-180r/min;总状共头霉培养温度为25-28℃、转速为160-180r/min。
优选的,所述的天然高分子改性絮凝剂的制备方法包括以下步骤:
(1)在亚麻籽胶粉水溶液中加入氢氧化钠进行碱化反应;
(2)然后加入H2O2-FeSO4引发剂引发活化;
(3)再加入醚化剂三乙胺与环氧氯丙烷共聚产物进行醚化反应,得到天然高分子改性絮凝剂。
优选的,所述的步骤(1)中每克亚麻籽胶加入氢氧化钠0.4-0.7g,碱化温度为40-50℃,碱化时间为20-60min。
优选的,所述的步骤(2)中每克亚麻籽胶加入引发剂0.01-0.02g,活化时间为30-90s。
优选的,所述的步骤(3)中每克亚麻籽胶加入醚化剂3-6mL,醚化温度为70-80℃,醚化时间为3-4h。
本发明的另一发明目的在于提供上述微生物絮凝剂复合物在水处理领域中的应用方法。
本发明所述的微生物絮凝剂复合物可以用于城市污水处理、工业废水处理等水处理领域。所述的微生物絮凝剂复合物可以按如下方式使用:把废水在150rpm下搅拌,加入本发明所述的微生物絮凝剂复合物,继续搅拌1min后50rpm慢搅拌15min,使小絮体成长为大絮体;然后静置沉淀10-30min。
本发明的有益效果在于:
1.本发明所述的微生物絮凝剂复合物,以微生物絮凝剂混合物和天然高分子改性絮凝剂亚麻籽胶复合构建,微生物絮凝剂无毒无害、可生物降解,而高分子改性絮凝剂亚麻籽胶也具有很高的安全性,常应用于食品行业中。二者复合保证了所述的微生物絮凝剂复合物的安全性,无二次污染,属于绿色环保絮凝剂。
2.本发明所述的微生物絮凝剂复合物对工业废水、生活污水等的絮凝效果好,污染物去除率高达95%以上,沉降速度快,同时可以活性污泥,提高污泥脱水效率,市场前景广阔。
3.本发明所述的微生物絮凝剂复合物添加量少,使用方法简单,方便操作,沉淀易处理。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明,下面结合实施例对本发明作进一步的说明。这些实例属于本发明的保护范围,但不限制本发明的保护范围。
实施例1
一种微生物絮凝剂复合物,该絮凝剂由微生物絮凝剂混合物与天然高分子改性絮凝剂复合,所述的复合方式为将微生物絮凝剂混合物75份与天然高分子改性絮凝剂25份共溶于水中,在120rpm搅拌条件下搅拌35min,静置,离心收集沉淀物,在温度55℃下真空干燥,得到微生物絮凝剂复合物WEXN-1。
所述的微生物絮凝剂混合物包括红平红球菌ATCC 10543发酵得絮凝剂25份、地衣芽孢杆菌CGMCC 1.6510发酵得絮凝剂10份、小链霉菌CGMCC 4.5927发酵得絮凝剂5份、白地霉CGMCC 2.1320发酵得絮凝剂15份、总状共头霉CGMCC 3.3737发酵得絮凝剂20份。
所述的各微生物絮凝剂的制备方法包括以下步骤:
(1)发酵培养基灭菌后,接入5-10%的各微生物种子液,控制发酵温度为25-37℃、转速为100-200r/min,培养2-4天,即得各微生物发酵液;
(2)将各微生物发酵液过滤,得发酵上清液和滤饼。用蒸馏水洗涤滤饼,回收洗涤液与发酵上清液合并,得到各微生物发酵滤液;
(3)将各微生物发酵滤液于45-55℃温度下,减压浓缩至1/10-1/3体积,得到各微生物发酵浓缩液;
(4)将各微生物发酵浓缩液于4℃环境下冷却静置4-12h,加入发酵浓缩液体积1-3倍的冰浴丙酮,静置6-12h,离心收集沉淀物,得到各微生物絮凝剂。
所述的步骤(1)中的发酵培养基的制备方法如下:农作物秸轩与1.5%的硫酸以固液比1:7混合,在110℃的条件下反应1.5h后离心,取上清,调节pH到7.0。然后按照如下组分制备发酵培养基:农作物秸轩1L,葡萄糖5g,K2HPO4 5g,KH2PO4 2g,NaCl 0.1g,MgSO4·7H2O0.5g,pH 7.0-7.2。
所述的步骤(1)中不同微生物的发酵条件如下:红平红球菌控制发酵温度为28-30℃、转速为180r/min条件下培养68h;地衣芽孢杆菌控制发酵温度为35-37℃、转速为180r/min条件下培养60h;小链霉菌控制发酵温度为25-28℃、转速为180r/min条件下培养80h;白地霉控制发酵温度为25-28℃、转速为180r/min条件下培养72h;总状共头霉控制发酵温度为25-28℃、转速为180r/min条件下培养80h。
所述的步骤(1)中的各微生物种子液均处于对数生长期。
所述的红平红球菌和地衣芽胞杆菌的种子培养基的配方为:酵母提取物5g,蛋白胨10g,NaCl 10g,pH 7.0-7.2;所述的白地霉的种子培养基的配方为:麦芽浸粉130g,pH6.2-6.5;所述的小链霉菌和总状共头霉的种子培养基的配方为:马铃薯提取液(取去皮马铃薯200g,切成小块,加水1.0L煮沸30分钟,滤去马铃薯块,将滤液补足至1.0L)1.0L,酵母提取物1.0g,蛋白胨3.0g,葡萄糖15g,pH 6.5-7.0。
所述的红平红球菌培养温度为28-30℃、转速为180r/min;地衣芽孢杆菌培养温度为35-37℃、转速为180r/min;小链霉菌培养温度为25-28℃、转速为180r/min;白地霉培养温度为25-28℃、转速为180r/min;总状共头霉培养温度为25-28℃、转速为180r/min。
所述的天然高分子改性絮凝剂的制备方法包括以下步骤:
(1)在亚麻籽胶粉水溶液中加入氢氧化钠进行碱化反应;
(2)然后加入H2O2-FeSO4引发剂引发活化;
(3)再加入醚化剂三乙胺与环氧氯丙烷共聚产物进行醚化反应,得到天然高分子改性絮凝剂。
所述的步骤(1)中每克亚麻籽胶加入氢氧化钠0.6g,碱化温度为45℃,碱化时间为30min。
所述的步骤(2)中每克亚麻籽胶加入引发剂0.01g,活化时间为60s。
所述的步骤(3)中每克亚麻籽胶加入醚化剂4mL,醚化温度为75℃,醚化时间为3.5h。
实施例2
一种微生物絮凝剂复合物,该絮凝剂由微生物絮凝剂混合物与天然高分子改性絮凝剂复合,所述的复合方式为将微生物絮凝剂混合物65份与天然高分子改性絮凝剂35份共溶于水中,在110rpm搅拌条件下搅拌40min,静置,离心收集沉淀物,在温度56℃下真空干燥,得到微生物絮凝剂复合物WEXN-2。
所述的微生物絮凝剂混合物包括红平红球菌ATCC 10543发酵得絮凝剂20份、地衣芽孢杆菌CGMCC 1.6510发酵得絮凝剂5份、小链霉菌CGMCC 4.5927发酵得絮凝剂5份、白地霉CGMCC 2.1320发酵得絮凝剂10份、总状共头霉CGMCC 3.3737发酵得絮凝剂25份。
所述的各微生物絮凝剂的制备方法包括以下步骤:
(1)发酵培养基灭菌后,接入5-10%的各微生物种子液,控制发酵温度为25-37℃、转速为100-200r/min,培养2-4天,即得各微生物发酵液;
(2)将各微生物发酵液过滤,得发酵上清液和滤饼。用蒸馏水洗涤滤饼,回收洗涤液与发酵上清液合并,得到各微生物发酵滤液;
(3)将各微生物发酵滤液于45-55℃温度下,减压浓缩至1/10-1/3体积,得到各微生物发酵浓缩液;
(4)将各微生物发酵浓缩液于4℃环境下冷却静置4-12h,加入发酵浓缩液体积1-3倍的冰浴丙酮,静置6-12h,离心收集沉淀物,得到各微生物絮凝剂。
所述的步骤(1)中的发酵培养基的制备方法如下:农作物秸轩与1.5%的硫酸以固液比1:5混合,在110℃的条件下反应1.8h后离心,取上清,调节pH到7.2。然后按照如下组分制备发酵培养基:农作物秸轩1L,葡萄糖5g,K2HPO4 5g,KH2PO4 2g,NaCl 0.1g,MgSO4·7H2O0.5g,pH 7.0-7.2。
所述的步骤(1)中不同微生物的发酵条件如下:红平红球菌控制发酵温度为28-30℃、转速为180r/min条件下培养72h;地衣芽孢杆菌控制发酵温度为35-37℃、转速为180r/min条件下培养54h;小链霉菌控制发酵温度为25-28℃、转速为180r/min条件下培养84h;白地霉控制发酵温度为25-28℃、转速为180r/min条件下培养72h;总状共头霉控制发酵温度为25-28℃、转速为180r/min条件下培养84h。
所述的步骤(1)中的各微生物种子液均处于对数生长期。
所述的红平红球菌和地衣芽胞杆菌的种子培养基的配方为:酵母提取物5g,蛋白胨10g,NaCl 10g,pH 7.0-7.2;所述的白地霉的种子培养基的配方为:麦芽浸粉130g,pH6.2-6.5;所述的小链霉菌和总状共头霉的种子培养基的配方为:马铃薯提取液(取去皮马铃薯200g,切成小块,加水1.0L煮沸30分钟,滤去马铃薯块,将滤液补足至1.0L)1.0L,酵母提取物1.0g,蛋白胨3.0g,葡萄糖15g,pH 6.5-7.0。
所述的红平红球菌培养温度为28-30℃、转速为180r/min;地衣芽孢杆菌培养温度为35-37℃、转速为180r/min;小链霉菌培养温度为25-28℃、转速为180r/min;白地霉培养温度为25-28℃、转速为180r/min;总状共头霉培养温度为25-28℃、转速为180r/min。
所述的天然高分子改性絮凝剂的制备方法包括以下步骤:
(1)在亚麻籽胶粉水溶液中加入氢氧化钠进行碱化反应;
(2)然后加入H2O2-FeSO4引发剂引发活化;
(3)再加入醚化剂三乙胺与环氧氯丙烷共聚产物进行醚化反应,得到天然高分子改性絮凝剂。
所述的步骤(1)中每克亚麻籽胶加入氢氧化钠0.5g,碱化温度为42℃,碱化时间为35min。
所述的步骤(2)中每克亚麻籽胶加入引发剂0.01g,活化时间为60s。
所述的步骤(3)中每克亚麻籽胶加入醚化剂5mL,醚化温度为72℃,醚化时间为3.3h。
实施例3
一种微生物絮凝剂复合物,该絮凝剂由微生物絮凝剂混合物与天然高分子改性絮凝剂复合,所述的复合方式为将微生物絮凝剂混合物80份与天然高分子改性絮凝剂20份共溶于水中,在100rpm搅拌条件下搅拌40min,静置,离心收集沉淀物,在温度55℃下真空干燥,得到微生物絮凝剂复合物WEXN-3。
所述的微生物絮凝剂混合物包括红平红球菌ATCC 10543发酵得絮凝剂30份、地衣芽孢杆菌CGMCC 1.6510发酵得絮凝剂10份、小链霉菌CGMCC 4.5927发酵得絮凝剂5份、白地霉CGMCC 2.1320发酵得絮凝剂10份、总状共头霉CGMCC 3.3737发酵得絮凝剂25份。
所述的各微生物絮凝剂的制备方法包括以下步骤:
(1)发酵培养基灭菌后,接入5-10%的各微生物种子液,控制发酵温度为25-37℃、转速为100-200r/min,培养2-4天,即得各微生物发酵液;
(2)将各微生物发酵液过滤,得发酵上清液和滤饼。用蒸馏水洗涤滤饼,回收洗涤液与发酵上清液合并,得到各微生物发酵滤液;
(3)将各微生物发酵滤液于45-55℃温度下,减压浓缩至1/10-1/3体积,得到各微生物发酵浓缩液;
(4)将各微生物发酵浓缩液于4℃环境下冷却静置4-12h,加入发酵浓缩液体积1-3倍的冰浴丙酮,静置6-12h,离心收集沉淀物,得到各微生物絮凝剂。
所述的步骤(1)中的发酵培养基的制备方法如下:农作物秸轩与1.5%的硫酸以固液比1:6混合,在115℃的条件下反应1.6h后离心,取上清,调节pH到7.2。然后按照如下组分制备发酵培养基:农作物秸轩1L,葡萄糖5g,K2HPO4 5g,KH2PO4 2g,NaCl 0.1g,MgSO4·7H2O0.5g,pH 7.0-7.2。
所述的步骤(1)中不同微生物的发酵条件如下:红平红球菌控制发酵温度为28-30℃、转速为180r/min条件下培养64h;地衣芽孢杆菌控制发酵温度为35-37℃、转速为180r/min条件下培养60h;小链霉菌控制发酵温度为25-28℃、转速为180r/min条件下培养75h;白地霉控制发酵温度为25-28℃、转速为180r/min条件下培养78h;总状共头霉控制发酵温度为25-28℃、转速为180r/min条件下培养75h。
所述的步骤(1)中的各微生物种子液均处于对数生长期。
所述的红平红球菌和地衣芽胞杆菌的种子培养基的配方为:酵母提取物5g,蛋白胨10g,NaCl 10g,pH 7.0-7.2;所述的白地霉的种子培养基的配方为:麦芽浸粉130g,pH6.2-6.5;所述的小链霉菌和总状共头霉的种子培养基的配方为:马铃薯提取液(取去皮马铃薯200g,切成小块,加水1.0L煮沸30分钟,滤去马铃薯块,将滤液补足至1.0L)1.0L,酵母提取物1.0g,蛋白胨3.0g,葡萄糖15g,pH 6.5-7.0。
所述的红平红球菌培养温度为28-30℃、转速为180r/min;地衣芽孢杆菌培养温度为35-37℃、转速为180r/min;小链霉菌培养温度为25-28℃、转速为180r/min;白地霉培养温度为25-28℃、转速为180r/min;总状共头霉培养温度为25-28℃、转速为180r/min。
所述的天然高分子改性絮凝剂的制备方法包括以下步骤:
(1)在亚麻籽胶粉水溶液中加入氢氧化钠进行碱化反应;
(2)然后加入H2O2-FeSO4引发剂引发活化;
(3)再加入醚化剂三乙胺与环氧氯丙烷共聚产物进行醚化反应,得到天然高分子改性絮凝剂。
所述的步骤(1)中每克亚麻籽胶加入氢氧化钠0.7g,碱化温度为40℃,碱化时间为20min。
所述的步骤(2)中每克亚麻籽胶加入引发剂0.01g,活化时间为50s。
所述的步骤(3)中每克亚麻籽胶加入醚化剂6mL,醚化温度为70℃,醚化时间为3h。
实施例4
微生物絮凝剂复合物对高岭土悬浮液的絮凝效果:
取5g/L的高岭土悬浮液三个100mL,都加入1%CaCl2溶液2.5mL,然后分别加入实施例1-3所制得的微生物絮凝剂复合物0.2mg,150rpm搅拌1min,50rpm搅拌5min,静置10min,然后取上清液在550nm波长处测定吸光度,计算絮凝率,结果如表1所示。从表1可知本发明中的微生物絮凝剂复合物效果好,其中实施例1中的微生物絮凝剂复合物WEXN-1效果最佳,絮凝率达到98.7%。
表1不同实施例微生物絮凝剂复合物絮凝性能比较
微生物絮凝剂复合物 | 絮凝率(%) |
实施例1(WEXN-1) | 98.7% |
实施例2(WEXN-2) | 97.2% |
实施例3(WEXN-3) | 98.1% |
实施例5
微生物絮凝剂复合物对印染废水的絮凝效果:
取一定量的印染废水调节pH至7.0,然后分别取三个100mL的印染废水,分别加入实施例1-3所制得的微生物絮凝剂复合物0.2mg,以150rpm搅拌1min,50rpm搅拌15min,静置30min,然后取上清液在550nm波长处测定吸光度和COD,计算絮凝率和COD去除率,结果如表2所示。从表2可知,本发明的微生物絮凝剂复合物对印染废水的絮凝效果都在95%以上,COD的去除率也在80%以上。
表2不同实施例微生物絮凝剂复合物对印染废水的处理效果
实施例6
微生物絮凝剂复合物对城市污水的絮凝效果:
取一定量的城市污水调节pH至7.0,然后分别取三个100mL的城市污水,分别加入实施例1-3所制得的微生物絮凝剂复合物0.2mg,以150rpm搅拌1min,50rpm搅拌18min,静置20min,然后取上清液在550nm波长处测定吸光度和COD,计算絮凝率和COD去除率,结果如表3所示。从表3可知,本发明的微生物絮凝剂复合物对城市污水的絮凝效果都在96%以上,COD的去除率也在80%以上。
表3不同实施例微生物絮凝剂复合物对城市污水的处理效果
微生物絮凝剂复合物 | 絮凝率(%) | COD去除率(%) |
实施例1(WEXN-1) | 97.6% | 82.3% |
实施例2(WEXN-2) | 96.7% | 80.5% |
实施例3(WEXN-3) | 97.2% | 81.4% |
Claims (13)
1.一种微生物絮凝剂复合物,其特征在于,将微生物絮凝剂混合物与天然高分子改性絮凝剂复合,所述的复合方式为将微生物絮凝剂混合物60-80份与天然高分子改性絮凝剂20-40份共溶于水中,在100-150rpm搅拌条件下搅拌30-60min,静置,离心收集沉淀物,在温度50-60℃下真空干燥,得到微生物絮凝剂复合物。
2.根据权利要求1所述的微生物絮凝剂混合物,其特征在于,所述的微生物絮凝剂混合物包括红平红球菌ATCC 10543发酵得絮凝剂10-30份、地衣芽孢杆菌CGMCC 1.6510发酵得絮凝剂1-15份、小链霉菌CGMCC 4.5927发酵得絮凝剂1-15份、白地霉CGMCC 2.1320发酵得絮凝剂1-15份、总状共头霉CGMCC 3.3737发酵得絮凝剂10-30份。
3.根据权利要求1和2所述的微生物絮凝剂混合物,其特征在于,所述的各微生物絮凝剂的制备方法包括以下步骤:
(1)发酵培养基灭菌后,接入5-10%的各微生物种子液,控制发酵温度为25-37℃、转速为100-200r/min,培养2-4天,即得各微生物发酵液;
(2)将各微生物发酵液过滤,得发酵上清液和滤饼。用蒸馏水洗涤滤饼,回收洗涤液与发酵上清液合并,得到各微生物发酵滤液;
(3)将各微生物发酵滤液于45-55℃温度下,减压浓缩至1/10-1/3体积,得到各微生物发酵浓缩液;
(4)将各微生物发酵浓缩液于4℃环境下冷却静置4-12h,加入发酵浓缩液体积1-3倍的冰浴丙酮,静置6-12h,离心收集沉淀物,得到各微生物絮凝剂。
4.根据权利要求3所述的各微生物絮凝剂制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)中的发酵培养基的制备方法如下:农作物秸轩与1.0-2.0%的硫酸以固液比1:5-1:10混合,在100-120℃的条件下反应1-2h后离心,取上清,调节pH到6.0-8.0。然后按照如下组分制备发酵培养基:农作物秸轩1L,葡萄糖5g,K2HPO4 5g,KH2PO4 2g,NaCl 0.1g,MgSO4·7H2O 0.5g,pH 7.0-7.2。
5.根据权利要求3所述的各微生物絮凝剂制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)中不同微生物的发酵条件如下:红平红球菌控制发酵温度为28-30℃、转速为150-200r/min条件下培养60-80h;地衣芽孢杆菌控制发酵温度为35-37℃、转速为150-200r/min条件下培养54-72h;小链霉菌控制发酵温度为25-28℃、转速为160-200r/min条件下培养75-90h;白地霉控制发酵温度为25-28℃、转速为160-200r/min条件下培养65-84h;总状共头霉控制发酵温度为25-28℃、转速为160-200r/min条件下培养72-88h。
6.根据权利要求3所述的各微生物絮凝剂制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)中的各微生物种子液均处于对数生长期。
7.根据权利要求6所述的各微生物种子液,其特征在于,所述的红平红球菌和地衣芽胞杆菌的种子培养基的配方为:酵母提取物5g,蛋白胨10g,NaCl 10g,pH 7.0-7.2;所述的白地霉的种子培养基的配方为:麦芽浸粉130g,pH 6.2-6.5;所述的小链霉菌和总状共头霉的种子培养基的配方为:马铃薯提取液(取去皮马铃薯200g,切成小块,加水1.0L煮沸30分钟,滤去马铃薯块,将滤液补足至1.0L)1.0L,酵母提取物1.0g,蛋白胨3.0g,葡萄糖15g,pH6.5-7.0。
8.根据权利要求6所述的各微生物种子液,其特征在于,所述的红平红球菌培养温度为28-30℃、转速为150-180r/min;地衣芽孢杆菌培养温度为35-37℃、转速为150-180r/min;小链霉菌培养温度为25-28℃、转速为160-180r/min;白地霉培养温度为25-28℃、转速为160-180r/min;总状共头霉培养温度为25-28℃、转速为160-180r/min。
9.根据权利要求1所述的天然高分子改性絮凝剂,其特征在于,所述的天然高分子改性絮凝剂的制备方法包括以下步骤:
(1)在亚麻籽胶粉水溶液中加入氢氧化钠进行碱化反应;
(2)然后加入H2O2-FeSO4引发剂引发活化;
(3)再加入醚化剂三乙胺与环氧氯丙烷共聚产物进行醚化反应,得到天然高分子改性絮凝剂。
10.根据权利要求9所述的天然高分子改性絮凝剂制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)中每克亚麻籽胶加入氢氧化钠0.4-0.7g,碱化温度为40-50℃,碱化时间为20-60min。
11.根据权利要求9所述的天然高分子改性絮凝剂制备方法,其特征在于,所述的步骤(2)中每克亚麻籽胶加入引发剂0.01-0.02g,活化时间为30-90s。
12.根据权利要求9所述的天然高分子改性絮凝剂制备方法,其特征在于,所述的步骤(3)中每克亚麻籽胶加入醚化剂3-6mL,醚化温度为70-80℃,醚化时间为3-4h。
13.权利要求1-12任一项所述的微生物絮凝剂复合物在城市污水处理中的应用,其特征在于,先调原水的pH为6-8,在150rpm搅拌的情况下加入微生物絮凝剂复合物0.5-3mg/L,继续搅拌1min后50rpm慢搅拌15-20min,然后静置沉淀10-30min。
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