CN112759092B - 含有微生物菌剂的生活污水处理剂及其使用方法 - Google Patents

含有微生物菌剂的生活污水处理剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了含有微生物菌剂的生活污水处理剂及其使用方法，属于微生物菌剂技术领域，生活污水处理剂包含通过如下固定化方法获得的固定化微生物颗粒，提供一种吸附剂，利用硒代蛋氨酸对甜菜粕改性获得吸附剂；提供一种微生物菌液，微生物菌液包括硝化细菌；提供一种包埋剂，包埋剂包括聚乙烯醇凝胶和海藻酸钠混合凝胶；提供一种固定化微生物颗粒，将微生物菌液中加入吸附剂进行吸附，然后加入到包埋剂中混合均匀，将混合物滴加到交联剂中固化得固定化微生物颗粒。本发明生活污水处理剂能够显著降低生活污水COD、氨氮、TN和TP以及雌激素的含量，适合于城市生活污水和农村生活污水的处理。

Description

含有微生物菌剂的生活污水处理剂及其使用方法
技术领域
本发明属于微生物菌剂技术领域，具体涉及含有微生物菌剂的生活污水处理剂及其使用方法。
背景技术
人类的各种活动会使大量工业、农业和生活废弃物排入水中，这样水体会受到严重污染。城市生活污水中富含的碳水化合物和氮磷等营养盐，为微生物的生长繁殖提供了充足的营养物质。采用特效微生物制剂强化城市生活污水处理，可以明显提升污水中有机物的去除效率，减少固体物质的产生、增强硝化作用、增强脱氮除磷效果，进而提高城市污水厂的净水效率。微生物制剂是在传统的生物处理体系中添加具有特定处理效果的微生物、基质，来提高系统的降解活性；或通过基因组合方法制备出高效的微生物制剂，也可将多种具有不同降解功能和具有共生或互生关系的微生物以适当的比例进行混合培养，来达到提升整个污水处理体系处理效率的目的。微生物制剂具有使用方便、经济安全等特点，在提升系统处理效率的同时不会产生二次污染，因此其开发利用的市场前景十分广阔。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固定化微生物颗粒间不易产生粘连，能够提高固定化微生物颗粒的机械强度、比表面积和开孔率及降低其孔径，提高固定化微生物颗粒的污水处理效果的微生物固定化方法。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
一种微生物固定化方法，包括以下步骤：
S1，提供一种吸附剂，利用硒代蛋氨酸对甜菜粕改性获得吸附剂；
S2，提供一种微生物菌液，微生物菌液包括硝化细菌；
S3，提供一种包埋剂，包埋剂包括聚乙烯醇凝胶和海藻酸钠混合凝胶；
S4，提供一种固定化微生物颗粒，将微生物菌液中加入吸附剂进行吸附，然后加入到包埋剂中混合均匀，将混合物滴加到交联剂中固化得固定化微生物颗粒。
本发明方法将包埋剂、吸附剂和微生物混合后滴加到交联剂中固化形成固定化颗粒，即吸附-包埋复合固定微生物颗粒。该颗粒以包埋剂(海藻酸钠和聚乙烯醇)为基本的骨架，以吸附基质为改良材料和吸附材料，以微生物为降解主体，共同实现对污染物的降解。本发明方法用吸附剂有助于促使更多的生物量附着在载体表面，从而将微生物更好地固定在包埋剂内二不会被泄露。本发明方法固定化过程吸附剂的使用能够解决微生物固定化过程中固定化微生物颗粒易产生粘连的问题，同时提高固定化微生物颗粒的机械强度和比表面积及降低其孔径，有利于保护微生物免受水力的扰动且颗粒形态保持良好，加强对包埋颗粒中的微生物活性的维护；本发明方法固定化过程吸附剂的使用能够提高固定化微生物颗粒的开孔率，进而改善固定化颗粒的传质性能；此外，本发明方法固定化过程吸附剂的使用能够提高固定化微生物颗粒对污水中雌激素(如，雌二醇(E2)、17α-乙炔雌二醇(EE2)、双酚A(BPA))的去除效果；因此，本发明方法固定化过程吸附剂的使用有利于提高固定化微生物颗粒的污水处理效果。
根据本发明一实施方式，微生物菌液为活性污泥，活性污泥的MLSS为10000-20000mg/L。
根据本发明一实施方式，包埋剂中聚乙烯醇凝胶的浓度为5-10wt％，海藻酸钠凝胶的浓度为0.2-0.5wt％。
根据本发明一实施方式，微生物菌液、吸附剂和包埋剂的用量比为1g:0.01-0.03g:2-3g:20-30mL。
根据本发明一实施方式，一种微生物固定化方法，具体包括以下步骤：
S1，提供一种吸附剂，包括：
S11，将甜菜粕和高碘酸钠在温度为30-40℃、pH为2-5反应5-10h，反应结束后加入乙二醇，继续反应1-2h，抽滤，所得固体用去离子水和无水乙醇分别洗涤2-5次，干燥得氧化甜菜粕；上述甜菜粕、高碘酸钠和无水乙醇的用量比为1g:1.5-2.0g:5-10mL；
S12，将氧化甜菜粕和硒代蛋氨酸中加入DMSO，在温度为90-110℃、速率为100-200rpm下反应8-12h，反应结束后冷却，抽滤，所得固体用去离子水和无水乙醇洗涤2-5次，干燥得吸附剂；上述氧化甜菜粕、硒代蛋氨酸和DMSO的用量比为1g:0.6-1.0g:20-30mL；
S2，提供一种微生物菌液，将活性污泥在4000-8000r/min下离心2-15min，用无菌水洗涤菌体沉淀3-5次，调节至污泥浓度(MLSS)为10000-20000mg/L，即得微生物菌液；
S3，提供一种包埋剂，分别用去离子水浸泡聚乙烯醇和海藻酸钠，在温度为80-100℃下熔化完全使其形成凝胶，然后将聚乙烯醇凝胶和海藻酸钠凝胶混合均匀，灭菌并冷却得包埋剂；上述包埋剂中聚乙烯醇凝胶的浓度为5-10wt％，海藻酸钠凝胶的浓度为0.2-0.5wt％；
S4，提供一种固定化微生物颗粒，将微生物菌液中加入吸附剂混合均匀，吸附10-30min后加入到包埋剂中混合均匀得混合物，将混合物滴加到交联剂中，交联剂为含1.5-2.5％的CaCl2的硼酸溶液(pH＝6-7)，置于4℃固化20-30h后，然后用无菌生理盐水洗涤2-5次得固定化微生物颗粒；上述微生物菌液、吸附剂和包埋剂的用量比为1g:0.01-0.03g:2-3g:20-30mL。
根据本发明一实施方式，提供一种固定化微生物颗粒，将微生物菌液中加入吸附剂和黄岑提取物进行吸附，然后加入到包埋剂中混合均匀，将混合物滴加到交联剂中固化得固定化微生物颗粒。上述黄岑提取物的加入能够和吸附剂一起降低活性污泥的紧密附着型胞外聚合物(TB-EPS)的分泌，避免高含量的TB-EPS引起的微生物聚集体内部阻塞，利于微生物的生长，提高固定化微生物颗粒的污水处理效果。进一步地，黄岑提取物中黄岑苷的含量为70-90％。进一步地，黄岑提取物的添加量为吸附剂的10-50wt％。
本发明的又一目的，在于提供一种固定化微生物颗粒，其上述方法获得。本发明固定化微生物颗粒具有较高的强度和比表面积及较低的孔径，有利于保护微生物免受水力的扰动且颗粒形态保持良好，加强对包埋颗粒中的微生物活性的维护；本发明固定化微生物颗粒具有较高的开孔率，传质性能佳；本发明固定化微生物颗粒对污水中COD、氨氮、TN和TP的去除效果较佳；此外，本发明固定化微生物颗粒对污水中雌激素也有较佳的去除效果。
本发明的又一目的，在于提供一种含有微生物菌剂的生活污水处理剂，包含，固定化微生物颗粒。本发明生活污水处理剂能够显著降低生活污水COD、氨氮、TN和TP以及雌激素的含量，适合于城市生活污水和农村生活污水的处理。
根据本发明一实施方式，生活污水处理还包含氯化铝、硅藻土、活性炭或壳聚糖。
本发明的又一目的，在于提供一种含有微生物菌剂的生活污水处理剂的使用方法，使生活污水处理剂与生活污水接触，对污水进行处理，生活污水处理剂在生活污水中的投加量为0.1-50g/L。
本发明的又一目的，在于提供硒代蛋氨酸在提高微生物吸附量中的用途。
本发明的又一目的，在于提供上述吸附剂在提高固定化微生物颗粒强度和/或比表面积和/或传质性中的用途。
本发明由于采用了利用硒代蛋氨酸对甜菜粕改性获得的吸附剂，因而具有如下有益效果：本发明方法固定化过程吸附剂的使用能够解决微生物固定化过程中固定化微生物颗粒易产生粘连的问题，同时提高固定化微生物颗粒的机械强度和比表面积及降低其孔径，有利于保护微生物免受水力的扰动且颗粒形态保持良好，加强对包埋颗粒中的微生物活性的维护；本发明方法固定化过程吸附剂的使用能够提高固定化微生物颗粒的开孔率，进而改善固定化颗粒的传质性能；此外，本发明方法固定化过程吸附剂的使用能够提高固定化微生物颗粒对污水中雌激素(如，雌二醇(E2)和己烯雌酚(DES))的去除效果；因此，本发明方法固定化过程吸附剂的使用有利于提高固定化微生物颗粒的污水处理效果。
本发明由于采用了固化得固定化微生物颗粒，因而具有如下有益效果：本发明生活污水处理剂能够显著降低生活污水COD、氨氮、TN和TP以及雌激素的含量，适合于城市生活污水和农村生活污水的处理。
附图说明
图1为吸附剂和甜菜粕的FTIR图；
图2为吸附剂的微生物附着量；
图3为定化微生物颗粒的传质性能测试结果；
图4为固定化微生物颗粒对生活污水的处理效果；
图5为固定化微生物颗粒的生活污水中雌激素的去除效果；
图6为吸附剂和黄岑提取物在活性污泥中培养15天后表面TB-EPS的含量。
具体实施方式
本发明允许各种修改及变形，其特定实施例进行了举例，下面进行详细说明。但并非要把本发明限定于公开的特别形态之意，相反，本发明包括与由权利要求项所定义的本发明思想一致的所有修改、均等及替代。这些实施例只用于更具体地说明本发明，根据本发明的要旨，本发明的范围并非限定于这些实施例，这是所属技术领域的技术人员不言而喻的。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1：
一种微生物固定化方法，具体包括以下步骤：
S1，提供一种吸附剂，包括：
S11，将甜菜粕和高碘酸钠在温度为36℃、pH为3.5反应6h，反应结束后加入乙二醇，继续反应1.5h，抽滤，所得固体用去离子水和无水乙醇分别洗涤3次，干燥得氧化甜菜粕；上述甜菜粕、高碘酸钠和无水乙醇的用量比为1g:1.8g:6mL；
S12，将氧化甜菜粕和硒代蛋氨酸中加入DMSO，在温度为100℃、速率为150rpm下反应10h，反应结束后冷却，抽滤，所得固体用去离子水和无水乙醇洗涤3次，干燥得吸附剂；上述氧化甜菜粕、硒代蛋氨酸和DMSO的用量比为1g:0.75g:25mL；
S2，提供一种微生物菌液，以杭州市污水处理厂生化池的活性污泥作为接种活性污泥，在SBR反应器中进行污泥硝化特性驯化，控制进水氨氮浓度为40-50mg/L，COD为150-200mg/L，MLSS为3000-4000mg/L，pH为7.0-8.0，温度为23-28℃，DO为3-5mg/L，每天曝气12h后，静置沉淀30min后，除去上清液，再进水继续驯化，活性污泥间歇培养15d后，其氨氧化速率达0.0616mg/(g·min)，活性污泥的硝化性能良好，活性污泥在6000r/min下离心10min，用无菌水洗涤菌体沉淀3次，调节至MLSS为20000mg/L，即得微生物菌液；
S3，提供一种包埋剂，用去离子水浸泡聚乙烯醇，在温度为85℃下熔化完全使其形成聚乙烯醇凝胶，用去离子水浸泡海藻酸钠，在温度为100℃下熔化完全使其形成海藻酸钠凝胶，然后将聚乙烯醇凝胶和海藻酸钠凝胶混合均匀，灭菌并冷却得包埋剂；上述包埋剂中聚乙烯醇凝胶的浓度为5-10wt％，海藻酸钠凝胶的浓度为0.2-0.5wt％；
S4，提供一种固定化微生物颗粒，将微生物菌液中加入吸附剂混合均匀，吸附20min后加入到包埋剂中混合均匀得混合物，将混合物滴加到交联剂中，交联剂为含2.0％的CaCl2的硼酸溶液(pH＝6.5)，置于4℃固化24h后，然后用无菌生理盐水洗涤3次得固定化微生物颗粒，混合物滴入交联剂后迅速形成球形颗粒且颗粒间不发生粘结，颗粒形状规整、大小均一，其直径为3mm；上述微生物菌液、吸附剂和包埋剂的用量比为1g:0.02g:2.5g:25mL。
实施例2：
一种微生物固定化方法，具体包括以下步骤：
S1，提供一种吸附剂，包括：
S11，将甜菜粕和高碘酸钠在温度为40℃、pH为4反应9h，反应结束后加入乙二醇，继续反应2h，抽滤，所得固体用去离子水和无水乙醇分别洗涤5次，干燥得氧化甜菜粕；上述甜菜粕、高碘酸钠和无水乙醇的用量比为1g:2.0g:10mL；
S12，将氧化甜菜粕和硒代蛋氨酸中加入DMSO，在温度为110℃、速率为200rpm下反应8h，反应结束后冷却，抽滤，所得固体用去离子水和无水乙醇洗涤5次，干燥得吸附剂；上述氧化甜菜粕、硒代蛋氨酸和DMSO的用量比为1g:1.0g:30mL；
S2，提供一种微生物菌液，同实施例1；
S3，提供一种包埋剂，用去离子水浸泡聚乙烯醇，在温度为80℃下熔化完全使其形成聚乙烯醇凝胶，用去离子水浸泡海藻酸钠，在温度为100℃下熔化完全使其形成海藻酸钠凝胶，然后将聚乙烯醇凝胶和海藻酸钠凝胶混合均匀，灭菌并冷却得包埋剂；上述包埋剂中聚乙烯醇凝胶的浓度为10wt％，海藻酸钠凝胶的浓度为0.5wt％；
S4，提供一种固定化微生物颗粒，将微生物菌液中加入吸附剂混合均匀，吸附30min后加入到包埋剂中混合均匀得混合物，将混合物滴加到交联剂中，交联剂为含2.5％的CaCl2的硼酸溶液(pH＝7)，置于4℃固化30h后，然后用无菌生理盐水洗5次得固定化微生物颗粒，混合物滴入交联剂后迅速形成球形颗粒且颗粒间不发生粘结，颗粒形状规整、大小均一，其直径为3mm；上述微生物菌液、吸附剂和包埋剂的用量比为1g:0.03g:3g:30mL。
实施例3：
一种微生物固定化方法，具体包括以下步骤：
S1，提供一种吸附剂，包括：
S11，将甜菜粕和高碘酸钠在温度为30℃、pH为3反应10h，反应结束后加入乙二醇，继续反应2h，抽滤，所得固体用去离子水和无水乙醇分别洗涤4次，干燥得氧化甜菜粕；上述甜菜粕、高碘酸钠和无水乙醇的用量比为1g:1.5g:6mL；
S12，将氧化甜菜粕和硒代蛋氨酸中加入DMSO，在温度为90℃、速率为120rpm下反应12h，反应结束后冷却，抽滤，所得固体用去离子水和无水乙醇洗涤4次，干燥得吸附剂；上述氧化甜菜粕、硒代蛋氨酸和DMSO的用量比为1g:0.6g:25mL；
S2，提供一种微生物菌液，同实施例1；
S3，提供一种包埋剂，用去离子水浸泡聚乙烯醇，在温度为80℃下熔化完全使其形成聚乙烯醇凝胶，用去离子水浸泡海藻酸钠，在温度为100℃下熔化完全使其形成海藻酸钠凝胶，然后将聚乙烯醇凝胶和海藻酸钠凝胶混合均匀，灭菌并冷却得包埋剂；上述包埋剂中聚乙烯醇凝胶的浓度为6wt％，海藻酸钠凝胶的浓度为0.3wt％；
S4，提供一种固定化微生物颗粒，将微生物菌液中加入吸附剂混合均匀，吸附15min后加入到包埋剂中混合均匀得混合物，将混合物滴加到交联剂中，交联剂为含1.5-2.5％的CaCl2的硼酸溶液(pH＝6.7)，置于4℃固化20h后，然后用无菌生理盐水洗涤4次得固定化微生物颗粒，混合物滴入交联剂后迅速形成球形颗粒且颗粒间不发生粘结，颗粒形状规整、大小均一，其直径为3mm；上述微生物菌液、吸附剂和包埋剂的用量比为1g:0.01g:2g:20mL。
实施例4：
一种微生物固定化方法，具体包括以下步骤：
S1，提供一种吸附剂，其为甜菜粕；
S2，提供一种微生物菌液，同实施例1；
S3，提供一种包埋剂，同实施例1；
S4，提供一种固定化微生物颗粒，同实施例1。
实施例5：
一种微生物固定化方法，具体包括以下步骤：
S1，提供一种吸附剂，同实施例1；
S2，提供一种微生物菌液，同实施例1；
S3，提供一种包埋剂，同实施例1；
S4，提供一种固定化微生物颗粒，将微生物菌液中加入吸附剂和黄岑提取物混合均匀，吸附20min后加入到包埋剂中混合均匀得混合物，将混合物滴加到交联剂中，交联剂为含2.0％的CaCl2的硼酸溶液(pH＝6.5)，置于4℃固化24h后，然后用无菌生理盐水洗涤3次得固定化微生物颗粒，其直径为3mm；上述黄岑提取物中黄岑苷的含量为75％，黄岑提取物的添加量为吸附剂的30wt％；微生物菌液、吸附剂和包埋剂的用量比为1g:0.02g:2.5g:25mL。
实施例6：
一种微生物固定化方法，具体包括以下步骤：
S1，提供一种吸附剂，同实施例1；
S2，提供一种微生物菌液，同实施例1；
S3，提供一种包埋剂，同实施例1；
S4，提供一种固定化微生物颗粒，将微生物菌液中加入吸附剂和黄岑提取物混合均匀，吸附20min后加入到包埋剂中混合均匀得混合物，将混合物滴加到交联剂中，交联剂为含2.0％的CaCl2的硼酸溶液(pH＝6.5)，置于4℃固化24h后，然后用无菌生理盐水洗涤3次得固定化微生物颗粒，其直径为3mm；上述黄岑提取物中黄岑苷的含量为85％，黄岑提取物的添加量为吸附剂的30wt％；微生物菌液、吸附剂和包埋剂的用量比为1g:0.02g:2.5g:25mL。
试验例1：
吸附剂的性能测试
1.吸附剂的FTIR表征
本试验采用Nieolet公司的NEXUS-670光谱仪对吸附剂和甜菜粕进行傅里叶变换红外表征(溴化钾压片法)，扫描范围为4000-500cm-1。
图1为吸附剂和甜菜粕的FTIR图，其中a为甜菜粕，b为实施例1得吸附剂。与甜菜粕的红外光谱图相比，在1738.30cm-1处出现的吸收峰是由C＝O伸缩振动引起的，1663.55cm-1附近出现C＝N的吸收峰，888.90cm-1附近出现C-Se的吸收峰，679.52cm-1附近出现Se-H的吸收峰。
2.吸附剂的微生物吸附性能测试
微生物吸附能力考察所用的菌种为假丝酵母菌(ATCC 22023)。取100mL的培养基，装入250mL锥形瓶中。菌体投加量为5％，置于适宜温度和转速的摇床中连续固定48h，静置分离固液12h，在3000r/min的条件下离心10min，去除上清液，加入生理盐水，同等离心条件离心10min，重复2次，烘干至恒重，称量。
图2为吸附剂的微生物附着量，从图2可以看出，实施例1-3吸附剂的微生物附着量高于实施例4，这说明实施例1-3获得的吸附剂具有较好的微生物亲和性，微生物吸附量高。
试验例2：
固定化微生物颗粒的性能测试
1.固定化微生物颗粒的比表面积和孔隙度测试
将固定化微生物颗粒放入-20℃冰箱中冷冻12h，再采用真空冷冻干燥机对冷冻后的包埋颗粒进行脱水干燥30h，最后采用BET分析仪进行分析，测试结果见表1。
表1固定化微生物颗粒的比表面积和孔隙度
Figure BDA0002940652070000081
表1为固定化微生物颗粒的比表面积和孔隙度，可见，实施例1-3固定化微生物颗粒的比表面积大于实施例4，平均孔径小于实施例4，这说明硒代蛋氨酸改性甜菜粕吸附剂使得固定化微生物颗粒具有更高的比表面积和较低的孔径。而实施例5-6固定化微生物颗粒的比表面积和平均孔径与实施例1无明显差异。
2.固定化微生物颗粒的稳定性
随机选取100颗固定化颗粒，加入100mL蒸馏水，放置在摇床中于30℃、300r/min条件下震荡，24h后观察完好颗粒占原颗粒的比率，代表固定化颗粒的稳定性，测试结果见表2。
3.固定化微生物颗粒的机械强度测试
选取4颗形状规则均匀的固定化颗粒，以正方形排列，在颗粒上方放置500mL烧杯，不断向烧杯中滴加蒸馏水直至颗粒变形不能恢复原状，计算烧杯和蒸馏水的总重量及平均每个颗粒承受的重量，代表颗粒的强度，测试结果见表2。
表2固定化微生物颗粒的稳定性和机械强度
组别 稳定性(完好率％) 平均承重(g)
实施例1 100 193
实施例2 100 190
实施例3 100 195
实施例4 100 186
实施例5 100 193
实施例6 100 194
表2为固定化微生物颗粒的稳定性和机械强度，可见，实施例1-6固定化微生物颗粒的稳定性均较好；实施例1-3固定化微生物颗粒的平均称重≥190g，且实施例1固定化微生物颗粒的平均称重大于实施例4，这说明硒代蛋氨酸改性甜菜粕吸附剂使得固定化微生物颗粒具有更高的机械强度。而实施例5-6固定化微生物颗粒的机械强度与实施例1无明显差异。
4.固定化微生物颗粒的传质性能测试
在容量为250mL的烧杯中加入5mL墨水和200mL去离子水，将样品放入烧杯中，然后放置摇床上震荡，转速为120r/min。每隔2min取样品进行切片，观察墨水的渗透情况传质效率计算式如下：
S(％)＝(L-L1)/L
其中，L1-渗透层厚度(mm)；L-总厚度(mm)。通过比较传质程度达到100％时所用的时间长短来说明样品的传质性能。
图3为固定化微生物颗粒的传质性能测试结果，从图3中可以看出，实施例1-3固定化微生物颗粒的传质时间小于7min，且实施例1固定化微生物颗粒的传质时间明显低于实施例4，这说明硒代蛋氨酸改性甜菜粕吸附剂使得固定化微生物颗粒具有更好的传质性能。而实施例5-6固定化微生物颗粒的传质时间与实施例1无明显差异。
试验例2：
固定化微生物颗粒的生活污水处理
本试验例用水为生活污水，平均进水COD浓度为300mg/L、氨氮浓度为50mg/L、TN浓度为90mg/L、TP浓度为12mg/L，pH在7.0左右。水质指标主要依据《水和废水检测分析方法(第四版)》和《生活饮用水标准检测方法》(GB/T 5750.1-12-2006)检测，详见表3。将20g实施例1-6固定化微生物颗粒分别投入1L生活污水中，维持温度为23-28℃，连续搅拌6h，每隔2h鼓风曝气一次，测定出水中COD、氨氮、TN和TP的浓度。
表3水质指标测定项目与方法
指标测定项目 方法
COD 重铬酸钾法
氨氮 纳氏试剂光度法
TN 过硫酸钾氧化-紫外分光光度法
TP 钼酸铵分光光度法
固定化微生物颗粒对生活污水的处理效果见图4，可见看出，实施例1-3固定化微生物颗粒对COD去除率均大于85％，对氨氮去除率均大于88％，对TN去除率均大于70％，对TP去除率均大于80％；实施例1固定化微生物颗粒对COD、氨氮、TN和TP的去除率效果均优于实施例4，这说明硒代蛋氨酸改性甜菜粕吸附剂使得固定化微生物颗粒具有更好的污水处理效果，对污水中COD、氨氮、TN和TP的去除效果较佳；实施例5-6固定化微生物颗粒对COD、氨氮、TN和TP的去除率效果均优于实施例1，这说明黄岑提取物的加入能够提高固定化微生物颗粒的污水处理效果。
试验例3：
固定化微生物颗粒的生活污水中雌激素的去除效果
本试验例用水为含雌激素生活污水，平均进水COD浓度为300mg/L、氨氮浓度为50mg/L、TN浓度为90mg/L、TP浓度为12mg/L、雌二醇(E2)7mg/L、17α-乙炔雌二醇(EE2)7mg/L、双酚A(BPA)7mg/L，pH在7.0左右。水质指标主要依据《水和废水检测分析方法(第四版)》和《生活饮用水标准检测方法》(GB/T 5750.1-12-2006)检测，详见表3。将20g实施例1-6固定化微生物颗粒分别投入1L生活污水中，维持温度为23-28℃，连续搅拌6h，每隔2h鼓风曝气一次，测定出水中雌二醇、17α-乙炔雌二醇和双酚A的浓度，激素浓度用分光光度计进行测定。
固定化微生物颗粒的生活污水中雌激素的去除效果见图5，可见看出，实施例1-3固定化微生物颗粒对雌二醇去除率均大于88％，对17α-乙炔雌二醇去除率均大于80％，对双酚A去除率均大于85％；实施例1固定化微生物颗粒对雌二醇、17α-乙炔雌二醇和双酚A的去除率效果均优于实施例4，这说明硒代蛋氨酸改性甜菜粕吸附剂的使用能够提高固定化微生物颗粒对污水中雌激素的去除效果；实施例5-6固定化微生物颗粒对雌二醇、17α-乙炔雌二醇和双酚A的去除率效果均优于实施例1，这说明黄岑提取物的加入能够提高固定化微生物颗粒的污水处理效果。
试验例4：
将吸附剂和/或黄岑提取物置于500mL反应器中好氧培养15天(其中试验组1用实施例1得吸附剂；试验组2用实施例2得吸附剂；试验组3用实施例3得吸附剂；试验组4用实施例4得吸附剂；试验组5用实施例1得吸附剂和实施例5黄岑提取物，黄岑提取物的添加量为吸附剂的30wt％；试验组6用实施例1得吸附剂和实施例6黄岑提取物，黄岑提取物的添加量为吸附剂的30wt％)，以杭州市污水处理厂生化池的活性污泥作为接种活性污泥，pH为7.0-8.0，温度为23-28℃；取50mL泥水混合液，6000rpm离心10min，用磷酸缓冲溶液(0.2MPBS，pH＝7.4)清洗污泥两次后离心；离心后的污泥加15mL0.05％的NaCl溶液混合，再加入70℃的0.05％的NaCl溶液稀释至50mL，泥水混合液震荡1min混合均匀后，6000rpm离心10min，上清液即为松散附着型胞外聚合物(LB-EPS)；离心后的污泥加0.05％的NaCl溶液稀释至50mL，摇匀后在60℃水浴加热30min，6000rpm离心15min，上清液即为紧密附着型胞外聚合物(TB-EPS)。
吸附剂和黄岑提取物在活性污泥中培养15天后表面TB-EPS的含量见图6，可见看出，试验组1-4吸附剂表面TB-EPS高于试验组5-6，这说明黄岑提取物的加入能够和吸附剂一起降低活性污泥的紧密附着型胞外聚合物(TB-EPS)的分泌，避免高含量的TB-EPS引起的微生物聚集体内部阻塞，利于微生物的生长，提高固定化微生物颗粒的污水处理效果。
本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种微生物固定化方法，包括以下步骤：
S1，提供一种吸附剂，利用硒代蛋氨酸对甜菜粕改性获得所述吸附剂；
S2，提供一种微生物菌液，所述微生物菌液包括硝化细菌，所述微生物菌液为活性污泥，所述活性污泥的MLSS为10000-20000mg/L；
S3，提供一种包埋剂，所述包埋剂包括聚乙烯醇凝胶和海藻酸钠混合凝胶，所述包埋剂中聚乙烯醇凝胶的浓度为5-10wt%，海藻酸钠凝胶的浓度为0.2-0.5wt%；
S4，提供一种固定化微生物颗粒，将所述微生物菌液中加入所述吸附剂进行吸附，然后加入到所述包埋剂中混合均匀，将混合物滴加到交联剂中固化得固定化微生物颗粒；所述微生物菌液、吸附剂和包埋剂的用量比为1g:0.01-0.03g:2-3g:20-30mL。
2.一种微生物固定化方法，包括以下步骤：
S1，提供一种吸附剂，包括：
S11，将甜菜粕和高碘酸钠在温度为30-40℃、pH为2-5反应5-10h，反应结束后加入乙二醇，继续反应1-2h，抽滤，所得固体用去离子水和无水乙醇分别洗涤2-5次，干燥得氧化甜菜粕；上述甜菜粕、高碘酸钠和无水乙醇的用量比为1g:1.5-2.0g:5-10mL；
S12，将氧化甜菜粕和硒代蛋氨酸中加入DMSO，在温度为90-110℃、速率为100-200rpm下反应8-12h，反应结束后冷却，抽滤，所得固体用去离子水和无水乙醇洗涤2-5次，干燥得吸附剂；上述氧化甜菜粕、硒代蛋氨酸和DMSO的用量比为1g:0.6-1.0g:20-30mL；
S2，提供一种微生物菌液，将活性污泥在4000-8000r/min下离心2-15min，用无菌水洗涤菌体沉淀3-5次，调节至污泥浓度为10000-20000mg/L，即得微生物菌液；
S3，提供一种包埋剂，分别用去离子水浸泡聚乙烯醇和海藻酸钠，在温度为80-100℃下熔化完全使其形成凝胶，然后将聚乙烯醇凝胶和海藻酸钠凝胶混合均匀，灭菌并冷却得包埋剂；上述包埋剂中聚乙烯醇凝胶的浓度为5-10wt%，海藻酸钠凝胶的浓度为0.2-0.5wt%；
S4，提供一种固定化微生物颗粒，将微生物菌液中加入吸附剂和黄岑提取物混合均匀，吸附10-30min后加入到包埋剂中混合均匀得混合物，将混合物滴加到交联剂中，交联剂为含1.5-2.5%的CaCl2的、pH为6-7的硼酸溶液，置于4℃固化20-30h后，然后用无菌生理盐水洗涤2-5次得固定化微生物颗粒；上述微生物菌液、吸附剂和包埋剂的用量比为1g:0.01-0.03g:2-3g:20-30mL。
3.根据权利要求2所述的一种微生物固定化方法，其特征是：所述黄岑提取物中黄岑苷的含量为70-90%，所述黄岑提取物的添加量为吸附剂的10-50wt%。
4.一种固定化微生物颗粒，其由权利要求1-3任一项所述方法获得。
5.含有微生物菌剂的生活污水处理剂，包含，权利要求4所述固定化微生物颗粒。
6.根据权利要求5所述的含有微生物菌剂的生活污水处理剂，其特征是：所述生活污水处理剂还包含氯化铝、硅藻土、活性炭或壳聚糖。
7.含有微生物菌剂的生活污水处理剂的使用方法，使用权利要求5所述生活污水处理剂与生活污水接触，对所述污水进行处理，所述生活污水处理剂在生活污水中的投加量为0.1-50g/L。
8.硒代蛋氨酸在提高权利要求1或权利要求2中所述的吸附剂的微生物吸附量中的用途。
9.权利要求1或权利要求2中所述的吸附剂在提高固定化微生物颗粒强度和/或比表面积和/或传质性中的用途。
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