CN110656103A - 一种提高微生物固定化效率的复合固定化载体及制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高微生物固定化效率的复合固定化载体及制备方法和用途，包括包埋载体以及吸附载体，所述吸附载体被包埋于包埋载体中，其中，所述吸附载体为组合填料，所述包埋载体为不溶于水的海藻酸盐，本发明能够缩短微生物固定化周期。

Description

一种提高微生物固定化效率的复合固定化载体及制备方法和 用途

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种提高微生物固定化效率的复合固定化载体及其制备方法和用途、含有其的充填材料和含油污水处理系统。

背景技术

在油田生产中，油井的采出液包括水、油、气三部分，经过三相分离后，气进入气站，油进入集输站，水进入污水处理站。油田规定处理后污水含油率低于10mg/L才能回注油井，然而，过滤等常规处理方法效率较低、不易达标。因此，需要开发更加有效地含油污水处理方法。

生物膜法是一种利用附着生长于载体表面的微生物(即，生物膜)进行有机污水处理的微生物处理技术。它是将扩散到膜表面及内部的有机污染物进行分解与转化，最终形成各种代谢产物，具有污泥量少、不会引起污泥膨胀、对废水的水质和水量的变动适应能力强、运行管理简单等特点，在污水处理方面有着广泛的应用前景。

固定化微生物技术是上述污水处理技术中生物膜形成的有效技术手段，是将特选的微生物固定在载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。固定化微生物技术的方法多种多样，其中吸附法和包埋法是研究最多、应用最广的两种传统微生物固定化方法。吸附法是利用物理吸附或离子吸附固定微生物的方法，固定操作简单，固定化的微生物细胞活性高，常见的吸附剂有硅胶、活性炭、凹凸棒土及纤维素等；包埋法是将微生物细胞截留在水不溶性的多聚体化合物孔隙的网络空间中，具有较好的综合性能，常用的包埋剂有琼脂、聚乙烯醇及海藻酸钠等。

传统的固定化方法虽然各自具有自身的优势，但同时都存在难以克服的缺陷。比如，吸附法吸附强度低，初始化固定过程时间较长(例如，现有技术中常用的吸附载体活性炭、凹凸棒土由于比表面积小，因此其吸附效率非常低而无法在生产实践中使用)；包埋法中微生物细胞与基质间的扩散阻力增大，可能会导致部分细胞活性丧失，不适于大分子污染物质的分解。

为了克服单一固定化方法的缺陷与不足，产生了将两种或多种固定化微生物方法结合起来使用的复合固定化方法，较其它单一固定化微生物方法具有巨大的优势和应用潜力。对于复合固定化方法而言，新型复合载体的开发是复合固定化技术发展的关键，采用合适的载体以不同的种类进行复合成为目前的研究方向之一。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的上述问题，提供一种提高微生物固定化效率的复合固定化载体以及相应的制备方法，从而缩短微生物固定化周期。

为达到上述目的，本发明所述的用于微生物固定化的复合载体包括包埋载体以及吸附载体，所述吸附载体被包埋于包埋载体中，其中，所述吸附载体为组合填料，所述包埋载体为不溶于水的海藻酸盐。

所述组合填料由双圈塑料环与均匀压在双圈塑料环上的醛化纤维束或涤纶丝组成；

所述不溶于水的海藻酸盐为海藻酸钙。

本发明所述用于微生物固定化的复合载体的制备方法包括以下步骤：

将作为吸附载体的组合填料放入海藻酸钠溶液中浸泡，得经浸泡后的吸附载体，再将所述经浸泡后的吸附载体进行处理，使其中的海藻酸钠变成不溶于水的海藻酸盐，得初步的复合载体；将所述初步的复合载体取出并自然硬化，得用于微生物固定化的复合载体。

将所述组合填料放入浓度为1wt％-3wt％的所述海藻酸钠溶液中浸泡1-2h，得经浸泡后的吸附载体；然后，将所述经浸泡后的吸附载体放入浓度为1wt％-3wt％氯化钙溶液中浸泡1-2h，浸泡结束后，其中的海藻酸钠变成海藻酸钙，得初步的复合载体；将所述初步的复合载体取出并在18-25℃下自然硬化4-8h，得得用于微生物固定化的复合载体。

本发明所述的微生物复合固定化方法包括以下步骤：获取含油污水处理菌剂的原液，再将所述的复合载体投入含油污水处理菌剂的原液中，然后向所述原液中通入无菌空气并浸泡16-20h，完成微生物的复合固化。

获取含油污水处理菌剂的原液的具体过程为：配制用于含油污水处理的各菌种相应的培养基；向所述培养基中接种用于含油污水处理的各菌种或者含有各菌种的含油污水处理菌剂，并在相应的培养条件下对所述各菌种进行培养；将各菌种的发酵液复配，得含油污水处理菌剂的原液；

其中，对各菌种进行摇床振荡培养；

所述含油污水处理菌剂的原液中的用于含油污水处理的各菌种的总菌数为107-108CFU/mL；

所述用于含油污水处理的菌种为铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌以及地衣芽孢杆菌中的一种或多种；

在将所述复合载体投入所述含油污水处理菌剂的原液中之后，按照0.8-1.2L/min的流速通入无菌空气，其中，采用气液混合泵通入所述无菌空气；

所述浸泡过程中的温度为30-40℃。

本发明所述的用于含油污水处理系统中的充填材料包括复合载体以及固定于所述复合载体上的含油污水处理菌。

所述含油污水处理菌为铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌以及地衣芽孢杆菌中的一种或多种。

所述的充填材料在含油污水处理中的用途。

本发明所述的含油污水处理系统包括：

缓冲池；

蠕动泵，所述蠕动泵流体连接在缓冲池的下游；

两个以上的微生物反应池，所述各微生物反应池相互串联地流体连通，并且所述各微生物反应池中的第一个微生物反应池通过进水嘴流体连接在所述蠕动泵的下游，所述进水嘴设置在所述第一个微生物反应池上与其他各微生物反应池之间的隔板相平行的池壁上，各微生物反应池中均匀设置有充填材料；

曝气泵，所述曝气泵与各微生物反应池流体连通；

沉淀池，所述沉淀池流体连接在最后一个微生物反应池的下游，在所述沉淀池上与最后一个微生物反应池之间的隔板相平行的池壁上设置有出水嘴；

其中，在各微生物反应池之间的隔板上以及所述最后一个微生物反应池与所述沉淀池之间的隔板上均设置有溢流口；

所述进水嘴与各所述溢流口沿着各微生物反应池的串联方向交替地布置于所述微生物反应池上与所述隔板垂直的中心轴线的两侧；

出水嘴与进水嘴和/或各所述溢流口不在同一条直线上。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的复合载体以及采用这种复合载体来提高微生物固定化效率的复合固定化方法克服了单一载体在微生物固定时的缺陷与不足。尤其是，将组合填料与海藻酸钙结合使用时，不仅对微生物的毒性很小，而且由于供微生物吸附的比表面积高，从而能够提高微生物细胞的富集程度，进而极大程度地提高了污水处理中的微生物固定化效率(相比起传统固定化方法(需要10天-30天)，而本发明的复合载体能够在2天以内实现微生物固定)，缩短了处理周期，具有广阔的应用前景。而且，本发明所述的复合载体尤其更加适合于固定铜绿假单胞菌菌属微生物。

相比于现有技术中的含油污水处理系，参见图3，本发明所述的含油污水处理系统的微生物反应池数量增加，取消了溢流池，并且含油污水进入该处理系统后的流动方向近似Z形，增加了进入系统中的污水的绕流，最大程度上延长了污水停留时间，从而能够提高微生物处理效率，使产物能够满足符合油田回注标准(采用本发明的含油污水处理系统处理后的污水含油率可以达到1.3mg/L以下，优于油田回注标准(低于10mg/L)的要求)。另外，经本发明的含油污水处理系统处理后的水中具有约10³CFU/mL的微生物、含量为500-800mg/L的生物表面活性剂(鼠李糖脂、脂肽等)，回注地层后，还可提高原油采收率。

附图说明

图1为采用实施例1的复合载体进行固定化后的显微镜暗视场下的微生物菌膜的10倍放大图；

图2为本发明比较例5-比较例8中用作微生物固定化载体的纤维球填料、MBBR悬浮填料、软性填料和悬浮球填料的外观的图片；

图3为现有技术的含油污水处理系统的示意图；

图4为本发明的示例性的含油污水处理系统的示意图；

图5A为示出本发明的实施例3制备的复合载体的图片；

图5B为本发明的实施例3制备的复合载体在微生物固定化后的状态的图片。

上述附图中的各附图标记如下：1为进水管线；2为管线；3为蠕动泵；4为进水嘴；5为充填材料；6为溢流口；7为出水嘴；8为出水管线；9为曝气泵；10为缓冲池；11为微生物反应池；12为沉淀池；13为隔板。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不旨在限制本发明。

在本文中，除非另有说明，含油污水处理菌剂为本领域已知的任意的含油污水处理菌剂或者含有本领域已知的含油污水处理菌(例如，铜绿假单胞菌，Pseudomonasaeruginosa；枯草芽孢杆菌，Bacillus subtilis；以及地衣芽孢杆菌，Bacilluslicheniformis等)的任何制剂。

在一个实施方式中，本发明涉及一种用于微生物固定化的复合载体，包括包埋载体以及吸附载体，所述吸附载体被包埋于包埋载体中，其中，所述吸附载体为组合填料，所述包埋载体为不溶于水的海藻酸盐。

在本文中，除非另有说明，所述组合填料由双圈塑料环与均匀压在双圈塑料环上的醛化纤维束或涤纶丝组成。

在一个优选的实施方式中，所述不溶于水的海藻酸盐为海藻酸钙。

在一个实施方式中，本发明涉及制备上述复合载体的方法，其中，所述方法包括将作为吸附载体的组合填料放入海藻酸钠溶液中浸泡，得经浸泡后的吸附载体，再将所述经浸泡后的吸附载体进行处理，使其中的海藻酸钠变成不溶于水的海藻酸盐，得初步的复合载体；将所述初步的复合载体取出并自然硬化，得用于微生物固定化的复合载体。

在一个优选的实施方式中，所述制备上述复合载体的方法包括：将所述组合填料放入浓度为1wt％-3wt％的所述海藻酸钠溶液中浸泡1-2h，得经浸泡后的吸附载体；然后，将所述经浸泡后的吸附载体放入浓度为1wt％-3wt％氯化钙溶液中浸泡1-2h，浸泡结束后，其中的海藻酸钠变成海藻酸钙，得初步的复合载体；将所述初步的复合载体取出并在18-25℃下自然硬化4-8h，得得用于微生物固定化的复合载体。

在一个实施方式中，本发明涉及一种能够提高微生物固定化效率的微生物复合固定化方法，其中，获取含油污水处理菌剂的原液，再将所述的复合载体投入含油污水处理菌剂的原液中，然后向所述原液中通入无菌空气并浸泡16-20h，完成微生物的复合固化。

在一个优选的实施方式中，所述含油污水处理菌剂的原液通过如下得到：，获取含油污水处理菌剂的原液的具体过程为：配制用于含油污水处理的各菌种相应的培养基；向所述培养基中接种用于含油污水处理的各菌种或者含有各菌种的含油污水处理菌剂，并在相应的培养条件下对所述各菌种进行培养；将各菌种的发酵液复配，得含油污水处理菌剂的原液；仅作为示例，优选的，所述含油污水处理菌剂的原液中的用于含油污水处理的各菌种的总菌数为约10⁷-10⁸CFU/mL。在优选的实施方式中，用于含油污水处理的菌种包括但不限于：铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌或其混合物。

在另一优选的实施方式中，在将上述复合载体投入含油污水处理菌剂的原液中之后，可按照0.8-1.2L/min的流速通入无菌空气，优选采用气液混合泵通入所述无菌空气。如果无菌空气的流速过快，将会冲散附着的菌体，不利于菌体固定；如果无菌空气的流速过慢，溶氧低，影响菌体生长，不利于菌体固定。在进一步优选的实施方式中，所述浸泡在30-40℃的温度下进行。

在一个实施方式中，本发明涉及一种用于含油污水处理系统中的充填材料，其中，所述充填材料包含：包括所述的复合载体以及固定于所述复合载体上的含油污水处理菌。在一个优选的实施方式中，所述含油污水处理菌包括但不限于：铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌或其混合物。

另外，在一个实施方式中，本发明涉及一种含油污水处理系统，其中，所述含油污水处理系统包含：

缓冲池；

蠕动泵，所述蠕动泵流体连接在缓冲池的下游；

两个以上的微生物反应池，所述各微生物反应池相互串联地流体连通，并且所述各微生物反应池中的第一个微生物反应池通过进水嘴流体连接在所述蠕动泵的下游，所述进水嘴设置在所述第一个微生物反应池上与其他各微生物反应池之间的隔板相平行的池壁上，各微生物反应池中均匀设置有所述的充填材料；

曝气泵，所述曝气泵与各微生物反应池流体连通；

沉淀池，所述沉淀池流体连接在最后一个微生物反应池的下游，在所述沉淀池上与最后一个微生物反应池之间的隔板相平行的池壁上设置有出水嘴；

其中，在各微生物反应池之间的隔板上以及所述最后一个微生物反应池与所述沉淀池之间的隔板上均设置有溢流口；

所述进水嘴与各所述溢流口沿着各微生物反应池的串联方向交替地布置于所述微生物反应池上与所述隔板垂直的中心轴线的两侧；

出水嘴与进水嘴和/或各所述溢流口不在同一条直线上。

如图4中所示，本发明所述的示例性的含油污水处理系统通过如下流程进行污水处理：使待处理的含油污水通过进水管线1进入缓冲池10中；通过一段管线2使污水从所述缓冲池10流过连接在所述缓冲池10下游的蠕动泵；随后通过另一段管线2流入至第一个微生物反应池11的池壁上的进水嘴4，其中，两个微生物反应池11相互串联地流体连通，所述两个微生物反应池11中均匀地设置有充填材料5(包含本文所述的复合载体以及固定至所述复合载体的含油污水处理菌)；曝气泵9与所述两个微生物反应池11均流体连通，以向所述两个微生物反应池11中通入无菌空气；污水通过设置在所述两个微生物反应池11之间的隔板13上的溢流口6(即，第一个溢流口6)从所述第一个微生物反应池流入第二个(即，最后一个)微生物反应池；最后，在所述微生物反应池11中处理后的污水通过最后一个微生物反应池11与沉淀池12之间的隔板13上设置的溢流口6(即，第二个溢流口6)进入所述沉淀池12；在经过沉淀池12中的处理之后，处理后的污水通过出水嘴7和出水管线8排出含油污水处理系统之外，其中，所述出水嘴7设置在同所述最后一个微生物反应池11与所述沉淀池12之间的隔板13平行相对的所述沉淀池的另一侧的池壁上。其中，为了使含油污水进入该含油污水处理系统后的流动路线近似Z形来增加该系统中的污水的绕流(即，最大程度上延长污水在微生物反应池和沉淀池中的停留时间)，在第一个微生物反应池的与隔板13平行相对的池壁上设置的进水嘴4、在两个隔板13上设置的各溢流口6以及在沉淀池12的与隔板13平行相对的池壁上设置的出水嘴7不在一条直线上，而且进水嘴4和第二个溢流口6同第一个溢流口6分别设置在与所述隔板13和池壁垂直的所述微生物反应池的中心轴线的两侧(即，所述进水嘴4与各所述溢流口6沿着所述两个以上的微生物反应池11的串联方向交替地布置于所述微生物反应池的与所述隔板13垂直的中心轴线的两侧)。

本发明提供的复合载体以及采用这种复合载体来提高微生物固定化效率的复合固定化方法极大程度地提高了污水处理中的微生物固定化效率，缩短了处理周期等。另外，本发明所述的含油污水处理系统取消了溢流池，并且含油污水进入该处理系统后的流动方向近似Z形，增加了进入污水的绕流，最大程度上延长了污水停留时间，从而能够提高微生物处理效率，使产物能够满足符合油田回注标准(采用本发明的含油污水处理系统处理后的污水含油率可以达到1.3mg/L以下，优于油田回注标准的要求)。另外，经过本发明的含油污水处理系统处理后的水回注地层后，还可提高原油采收率。

实施例

接下来，通过实施例对本发明进行进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不局限于这些实施例。

除非另有说明，下述实施例中采用的试剂、原料和装置等均为商业化的试剂、原料和装置。

分别称取50g、100g和150g海藻酸钠(AR，天津市福晨化学试剂厂)，并分别溶于5L双蒸水中，于磁力搅拌器上加热、搅拌溶解，配成1wt％、2wt％和3wt％的海藻酸钠溶液。

分别称取50g、100g和150g氯化钙(AR，天津市劢特吉尔环保技术研究所)，并分别溶于5L双蒸水中，于磁力搅拌器上加热、搅拌溶解，配成1wt％、2wt％和3wt％的氯化钙溶液。

实施例1

(1)复合载体的制备

将8串共24片(每串3片)的商业化的组合填料浸泡在1L、1wt％的海藻酸钠溶液中，静置浸泡1.5h，得到经浸泡的组合填料；接着，取出该经浸泡过的组合填料并将其放入1L、1wt％的氯化钙溶液中继续静置浸泡2h；浸泡结束后，其中的海藻酸钠变成海藻酸钙，得到初步的复合载体，将该复合载体取出并在18℃下悬挂8h使组合填料表面上的附着物自然硬化，即，在组合填料表面上形成果冻状的海藻酸钙，从而制得8串共24片的复合载体。

(2)微生物固定化以及含油污水的处理

将上述8串共24片的复合载体投入20L含油污水处理菌剂的原液(购自西安瑞捷生物科技有限公司，其中的含油污水处理菌剂的含量为5wt‰)中，于30℃下按照0.8L/min的流速通气并浸泡16h后，由此得到固定有含油污水处理菌的复合载体(即，充填材料)。将该固定有含油污水处理菌的复合载体安装于如图4所示的含油污水处理系统中，将120L的含油污水模拟液(含油量为200mg/L)以1L/h连续5天流加至所述含油污水处理系统中进行处理，在5天的处理时间中，从0h起每隔1h取样，按SYT 0530-93规定的方法测定含油污水模拟液中的含油量。将上述的充填材料在含油污水模拟液中放置48h后，其中的含油污水处理菌在上述复合载体表面贴附形成稳定的膜结构(当采用1L/min的水流进行冲刷时，菌膜不会被冲散)。在处理3天后，上述含油污水模拟液的含油量下降至1.3mg/L，优于油田回注标准的要求(污水含油率低于10mg/L)。并且，经过处理后的水中具有约10³CFU/mL的含油污水处理菌、含量为500mg/L的生物表面活性剂(以鼠李糖脂和脂肽的含量计)。

(3)显微镜照相

当含油污水处理菌在上述复合载体表面贴附形成稳定的膜结构时，挑取稳定成膜的两根纤维丝中间的菌膜，制成临时装片，在显微镜(CX23，购自奥林巴斯)下观察微生物的菌膜结构并照相(放大倍数为10倍)。如图1所示，含油污水处理菌在纤维丝上紧密、连片生长，该菌体密度显著大于水体内菌体密度，说明本发明的复合载体的微生物固定化效果显著。

实施例2

(1)复合载体的制备

除了将组合填料在3wt％的海藻酸钠溶液中静置浸泡1h并将经浸泡过的组合填料在2wt％的氯化钙溶液中浸泡1h外，按照实施例1所述制备复合载体。

(2)微生物固定化以及含油污水的处理

除了在40℃下按照1L/min的流速通气并浸泡20h外，按照实施例1所述得到固定有含油污水处理菌的复合载体(即，充填材料)。将该固定有含油污水处理菌的复合载体安装于如图4所示的含油污水处理系统中，将120L的含油污水模拟液(含油量为200mg/L)以1L/h连续5天流加至所述含油污水处理系统中进行处理，在5天的处理时间中，从0h起每隔1h取样，按SYT 0530-93规定的方法测定含油污水模拟液中的含油量。将上述的充填材料在所述含油污水模拟液中放置48h后，其中的含油污水处理菌在上述复合载体表面贴附形成稳定的膜结构。(当采用1L/min的水流进行冲刷时，菌膜不会被冲散)。在处理3天时间后，上述含油污水模拟液的含油量下降至1.2mg/L，优于油田回注标准的要求(污水含油率低于10mg/L)。并且，经过处理后的水中具有约10³CFU/mL的含油污水处理菌、含量为700mg/L的生物表面活性剂(以鼠李糖脂和脂肽的含量计)。

实施例3

(1)复合载体的制备

除了将组合填料在2wt％的海藻酸钠溶液中静置浸泡2h并将经浸泡过的组合填料在3wt％的氯化钙溶液中浸泡1.75h，以及将初步的复合载体在25℃下悬挂4h自然硬化外，按照实施例1所述制备复合载体。

(2)微生物固定化以及含油污水的处理

除了在36℃下按照1.2L/min的流速通气并浸泡17.5h外，按照实施例1所述得到固定有含油污水处理菌的复合载体(即，充填材料)。将该固定有含油污水处理菌的复合载体安装于如图4所示的含油污水处理系统中，将120L的含油污水模拟液(含油量为200mg/L)以1L/h连续5天流加至所述含油污水处理系统中进行处理，在5天的处理时间中，从0h起每隔1h取样，按SYT 0530-93规定的方法测定含油污水模拟液中的含油量。将上述的充填材料在所述含油污水模拟液中放置48h后，其中的含油污水处理菌在上述复合载体表面贴附形成稳定的膜结构(当采用1L/min的水流进行冲刷时，菌膜不会被冲散)。在处理3天时间后，上述含油污水模拟液的含油量下降至1.3mg/L，优于油田回注标准的要求(污水含油率低于10mg/L)。并且，经过处理后的水中具有约10³CFU/mL的含油污水处理菌、含量为800mg/L的生物表面活性剂(以鼠李糖脂和脂肽的含量计)。

对比例1

除了将组合填料替换为10g的活性炭外，按照实施例1所述制备复合载体并进行微生物固定化，由此得到固定有含油污水处理菌的复合载体(即，充填材料)。将该固定有含油污水处理菌的复合载体安装于如图4所示的含油污水处理系统中，将120L的含油污水模拟液(含油量为200mg/L)以1L/h连续5天流加至所述含油污水处理系统中进行处理，在5天的处理时间中，从0h起每隔1h取样，按SYT0530-93规定的方法测定含油污水模拟液中的含油量。将上述的充填材料在所述含油污水模拟液中放置48h后，其中的含油污水处理菌未在复合载体表面贴附形成稳定的膜结构，当采用1L/min的水流进行冲刷时，可将该菌膜冲散。在处理5天后，上述含油污水模拟液的含油量下降至约140mg/L，不符合油田回注标准的要求。

对比例2

除了将组合填料替换为10g的凹凸棒土外，按照实施例1所述制备复合载体并进行微生物固定化，由此得到固定有含油污水处理菌的复合载体(即，充填材料)。将该固定有含油污水处理菌的复合载体安装于如图4所示的含油污水处理系统中，将120L的含油污水模拟液(含油量为200mg/L)以1L/h连续5天流加至所述含油污水处理系统中进行处理，在5天的处理时间中，从0h起每隔1h取样，按SYT 0530-93规定的方法测定含油污水模拟液中的含油量。将上述的充填材料在所述含油污水模拟液中放置48h后，其中的含油污水处理菌未在复合载体表面贴附形成稳定的膜结构，当采用1L/min的水流进行冲刷时，可将该菌膜冲散。在处理5天后，上述含油污水模拟液的含油量下降至约145mg/L，不符合油田回注标准的要求。

对比例3

除了用50g的聚乙烯醇(PVA，购自西陇化工股份有限公司)对组合填料进行包埋外，按照实施例1所述制备复合载体并进行微生物固定化，由此得到固定有含油污水处理菌的复合载体(即，充填材料)。将该固定有含油污水处理菌的复合载体安装于如图4所示的含油污水处理系统中，将120L的含油污水模拟液(含油量为200mg/L)进行处理，从0h起每隔1h取样，处理时间为5天，按SYT 0530-93规定的方法测定含油污水模拟液中的含油量，将上述的充填材料在所述含油污水模拟液中放置96h后，其中的含油污水处理菌未在复合载体表面贴附形成稳定的膜结构，当采用1L/min的水流进行冲刷时，可将该菌膜冲散。在处理5天后，上述含油污水模拟液的含油量下降至约130mg/L，不符合油田回注标准的要求。

对比例4

除了仅将实施例1中的组合填料(而不再制备复合载体)用于如图4所示的含油污水处理系统中以外，按照实施例1中的微生物固定化以及含油污水的处理进行操作，以对含油污水进行处理。其中，在将上述的组合填料在所述含油污水模拟液(含油量为200mg/L)中放置30天后，其中的含油污水处理菌才在组合填料表面贴附形成稳定的膜结构。另外，按照实施例1所述对含油污水模拟液处理30天后，上述含油污水模拟液的含油量才下降至9mg/L，符合油田回注标准的要求。

比较例5

除了仅用商业化的纤维球填料代替本发明所述的复合载体安装于如图4所示的含油污水处理系统中以外，按照实施例1中的微生物固定化以及含油污水的处理进行操作，以对含油污水进行处理。其中，含油污水处理菌在该纤维球填料上的附着能力一般，将该纤维球填料在所述含油污水模拟液中放置30天后，有少量微生物附着在其中的纤维丝上生长，且当采用1L/min的水流进行冲刷时，容易脱附。

比较例6

除了仅用商业化的MBBR悬浮填料代替本发明所述的复合载体安装于如图4所示的含油污水处理系统中以外，按照实施例1中的微生物固定化以及含油污水的处理进行操作，以对含油污水进行处理。其中，含油污水处理菌在该MBBR悬浮填料上的附着能力非常差，即使将该MBBR悬浮填料在含油污水中放置60天后，含油污水处理菌仍然几乎不能在该填料上贴壁生长。

比较例7

除了仅用商业化的软性填料代替本发明所述的复合载体安装于如图4所示的含油污水处理系统中以外，按照实施例1中的微生物固定化以及含油污水的处理进行操作，以对含油污水进行处理。其中，含油污水处理菌在该软性填料上的附着能力相对较好，将上述的软性填料在含油污水中放置30天后，含油污水处理菌才在该软性填料的纤维丝上形成稳定菌膜。另外，按照实施例1所述对含油污水模拟液处理30天后，上述含油污水模拟液的含油量才下降至9mg/L，符合油田回注标准的要求。

比较例8

除了仅用商业化的悬浮球填料代替本发明所述的复合载体安装于如图4所示的含油污水处理系统中以外，按照实施例1中的微生物固定化以及含油污水的处理进行操作，以对含油污水进行处理。其中，含油污水处理菌在该悬浮球填料上的附着能力一般，将该悬浮球填料在所述含油污水模拟液中放置60天后，只有少量微生物附着在纤维丝上生长，且当采用1L/min的水流进行冲刷时，容易脱附。

由上述实施例1-实施例3和比较例1-比较例4的结果可以看出，与采用对比的复合载体或单独的吸附载体相比，采用本发明所述的复合载体时，微生物固定化所需的时间更短，且在用于含油污水处理时能够使固定至该复合载体中的含油污水处理菌形成稳定的菌膜，因此，本发明所述的微生物固定化效率更高；同时，本发明的复合载体能够在更短的时间内使含油污水的含油量显著下降，从而提高了污水处理效率。由上述实施例1-实施例3和比较例5-比较例8的结果可以看出，相比于现有技术中已知的其它的固定化载体，本发明的复合载体能够在更短的时间内稳定地固定含油污水处理菌，并且能够在更短的时间内使含油污水的含油量显著下降，从而提高了含油污水处理效率。

以上各实施例没有详细叙述的方法和结构属本行业的公知常识，这里不一一叙述。以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于微生物固定化的复合载体，其特征在于，包括包埋载体以及吸附载体，所述吸附载体被包埋于包埋载体中，其中，所述吸附载体为组合填料，所述包埋载体为不溶于水的海藻酸盐。

2.根据权利要求1所述的用于微生物固定化的复合载体，其特征在于，所述组合填料由双圈塑料环与均匀压在双圈塑料环上的醛化纤维束或涤纶丝组成；

所述不溶于水的海藻酸盐为海藻酸钙。

3.一种权利要求1所述用于微生物固定化的复合载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将作为吸附载体的组合填料放入海藻酸钠溶液中浸泡，得经浸泡后的吸附载体，再将所述经浸泡后的吸附载体进行处理，使其中的海藻酸钠变成不溶于水的海藻酸盐，得初步的复合载体；将所述初步的复合载体取出并自然硬化，得用于微生物固定化的复合载体。

4.根据权利要求3所述的用于微生物固定化的复合载体的制备方法，其特征在于，将所述组合填料放入浓度为1wt％-3wt％的所述海藻酸钠溶液中浸泡1-2h，得经浸泡后的吸附载体；然后，将所述经浸泡后的吸附载体放入浓度为1wt％-3wt％氯化钙溶液中浸泡1-2h，浸泡结束后，其中的海藻酸钠变成海藻酸钙，得初步的复合载体；将所述初步的复合载体取出并在18-25℃下自然硬化4-8h，得得用于微生物固定化的复合载体。

5.一种微生物复合固定化方法，其特征在于，包括以下步骤：获取含油污水处理菌剂的原液，再将如权利要求1或2所述的复合载体投入含油污水处理菌剂的原液中，然后向所述原液中通入无菌空气并浸泡16-20h，完成微生物的复合固化。

6.根据权利要求5所述的微生物复合固定化方法，其特征在于，获取含油污水处理菌剂的原液的具体过程为：配制用于含油污水处理的各菌种相应的培养基；向所述培养基中接种用于含油污水处理的各菌种或者含有各菌种的含油污水处理菌剂，并在相应的培养条件下对所述各菌种进行培养；将各菌种的发酵液复配，得含油污水处理菌剂的原液；

其中，对各菌种进行摇床振荡培养；

所述含油污水处理菌剂的原液中的用于含油污水处理的各菌种的总菌数为107-108CFU/mL；

所述用于含油污水处理的菌种为铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌以及地衣芽孢杆菌中的一种或多种；

在将所述复合载体投入所述含油污水处理菌剂的原液中之后，按照0.8-1.2L/min的流速通入无菌空气，其中，采用气液混合泵通入所述无菌空气；

所述浸泡过程中的温度为30-40℃。

7.一种用于含油污水处理系统中的充填材料，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的复合载体以及固定于所述复合载体上的含油污水处理菌。

8.根据权利要求7所述的用于含油污水处理系统中的充填材料，其特征在于，

所述含油污水处理菌为铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌以及地衣芽孢杆菌中的一种或多种。

9.如权利要求7或8所述的充填材料在含油污水处理中的用途。

10.一种含油污水处理系统，其特征在于，包括：

缓冲池；

蠕动泵，所述蠕动泵流体连接在缓冲池的下游；

两个以上的微生物反应池，所述各微生物反应池相互串联地流体连通，并且所述各微生物反应池中的第一个微生物反应池通过进水嘴流体连接在所述蠕动泵的下游，所述进水嘴设置在所述第一个微生物反应池上与其他各微生物反应池之间的隔板相平行的池壁上，各微生物反应池中均匀设置有权利要求7或8所述的充填材料；

曝气泵，所述曝气泵与各微生物反应池流体连通；

沉淀池，所述沉淀池流体连接在最后一个微生物反应池的下游，在所述沉淀池上与最后一个微生物反应池之间的隔板相平行的池壁上设置有出水嘴；

其中，在各微生物反应池之间的隔板上以及所述最后一个微生物反应池与所述沉淀池之间的隔板上均设置有溢流口；

所述进水嘴与各所述溢流口沿着各微生物反应池的串联方向交替地布置于所述微生物反应池上与所述隔板垂直的中心轴线的两侧；

出水嘴与进水嘴和/或各所述溢流口不在同一条直线上。

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