CN1262485C - 硅酸盐细菌复合絮凝剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了硅酸盐细菌复合絮凝剂的制备方法，它涉及硅酸盐细菌，同时涉及复合絮凝剂，目的是提供一种硅酸盐细菌复合絮凝剂的制备方法。其制法包括制备硅酸盐细菌培养基、制备硅酸盐细菌絮凝物、制备活性矿物材料和制备硅酸盐细菌复合絮凝剂四个步骤；其使用方法是将硅酸盐细菌复合絮凝剂加入絮凝吸附池与需处理的污水引入混合，搅拌均匀，污染物被絮凝剂吸附，再流入沉淀池自然沉降，实现固液分离。本发明的硅酸盐细菌复合絮凝剂可用以处理高浓度有机废水、染料废水、高浓度无机物悬浮废水、膨胀活性污泥和化工废水，具有高效、安全、无二次污染、应用范围广、用量少、生产成本低等优点。

Description

硅酸盐细菌复合絮凝剂的制备方法

                          技术领域

本发明涉及硅酸盐细菌，同时涉及复合絮凝剂，具体来说，涉及以硅酸盐细菌制成复合絮凝剂的方法。

                          背景技术

絮凝剂是一种可使液体中不易沉降的悬浮颗粒凝聚沉降的物质。絮凝剂的种类包括：无机絮凝剂、有机合成高分子絮凝剂和生物高分子絮凝剂。絮凝剂中以铝盐、铁盐及其共聚物为基础的无机絮凝剂和以聚丙烯酸胺为代表的合成有机高分子絮凝剂，因其良好的絮凝效果而被广泛应用。但无机絮凝剂用量一般较大，且容易产生二次污染，铝盐具有毒性，会影响人类的健康；铁盐会造成处理水中带有颜色，高浓度的铁也会对人类健康和生态环境产生不利影响。合成有机高分子絮凝剂不但价格昂贵，且在生产或降解过程中也会产生严重影响人体健康的物质，使其应用受到限制。现有的生物高分子絮凝剂污染小、成本低，但是用量大、处理能力弱，主要用于水处理的二次处理中。中国专利申请件97106510.1公布了一种由天然有机物和无机物组成的复合絮凝剂，其中的铁、铝离子仍有污染环境之虞。

中国专利申请件01110311.5公开了硅酸盐细菌，但迄今为止，尚无以生物技术将硅酸盐细菌制成微生物菌体进而制成复合絮凝剂的技术问世。

                        发明内容

本发明的目的是提供一种以生物技术将硅酸盐细菌扩大培养制成微生物复合絮凝剂的技术。

硅酸盐细菌是土壤常见的胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus)，该菌种在中国科学院微生物研究所菌种保藏中心和中国农业科学院农业菌种保藏中心等部门均有保存。

本发明提供的硅酸盐细菌复合絮凝剂的制法包括：

(1)硅酸盐细菌培养基制备：按质量约1008份配制培养基，其中各组分为：蔗糖5份、七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)0.5份、CaCO₃0.1份、Na₂HPO₄2份、FeCl₃ 0.005份，伊利石粉(亦可选用钾长石或其它含钾矿粉)0.5份，以上组分充分混合均匀后加入1000份洁净水，混合均匀后调节pH值为7.0～7.3即为培养硅酸盐细菌的液体培养基；若在此培养基中按照2％的比例加入琼脂即可制成固体培养基，常规方法灭菌处理，备用；

(2)制备微生物絮凝物：取已经活化的硅酸盐细菌菌种(试管种)，无菌操作法接种至硅酸盐细菌液体培养基中培养，将接种后的培养基在28～30℃的条件下培养6天(量大则需逐级扩大培养)，瓶底形成稳定的白色絮状物质，此即为硅酸盐细菌絮凝剂，将上述多个硅酸盐细菌培养物合并，过滤、得到过滤物，即制得硅酸盐细菌絮凝物，备用；

(3)制备活性矿物材料；选用具有吸附性的矿物作为原料，烘干后即为活性矿物材料；

(4)硅酸盐细菌复合絮凝剂的制备：将硅酸盐细菌絮凝物与活性矿物材料混合，充分混匀后以60～70℃的温度烘干，然后粉碎至100目过筛，即制得硅酸盐细菌复合絮凝剂成品。

本方案选用具有吸附性的矿物，如；沸石、海泡石、蒙脱石、硅藻土等中的一种或几种。

本发明的硅酸盐细菌复合絮凝剂的使用方法是：

(1)将需要处理的污水引入絮凝吸附池中，添加硅酸盐细菌复合絮凝剂，搅拌均匀，使其中的污染物被絮凝剂吸附，经过吸附反应后，大量污染物质被絮凝剂的絮凝体吸附成为污泥絮体的一部分，流入沉淀池自然沉降，实现固液分离；

(2)固液分离后清水排出，污泥则进入污泥活化池，将沉淀污泥短时间曝气以恢复污泥的生物絮凝吸附功能，同时还能降解部分有机物，然后将活性污泥重新送入絮凝吸附池中，与硅酸盐细菌复合絮凝剂一道用来处理污水。

本发明的硅酸盐细菌复合絮凝剂与同类产品相比具有如下优点：(1)高效性。同等用量下，它的处理效率明显高于传统絮凝剂；(2)安全无毒性。经小白鼠安全试验证明，硅酸盐细菌安全无毒。由硅酸盐细菌制成的絮凝剂完全能用子食品、医药等行业的发酵后处理；(3)无二次污染。由该硅酸盐细菌所产生的絮凝物质多为糖蛋白、粘多糖、纤维素、DNA等高分子物质，其分子量多在10⁵以上，具有可生化降解性，因而不会带来二次污染；(4)用途广泛、脱色效果显著。该微生物絮凝剂是以硅酸盐细菌为主体，在Ca²⁺等金属离子及其它配料共同参与下，对大肠杆菌、酵母、泥浆水、畜产废水、染料废水等有极好的絮凝和脱色效果；(5)投放量相对少。使用少量该微生物絮凝剂，就能实现大面积污水的净化作用；(6)菌株培养营养要求简单，生长周期短，生产成本低。

该硅酸盐细菌复合絮凝剂在水处理方面的应用：

(1)高浓度有机废水处理

畜产废水是BOD值较高的难处理的一类废水，采用合成高分子絮凝剂处理存在二次污染，而用硅酸盐细菌复合絮凝剂加Ca²⁺处理10min后，上清液接近透明，TOC(总有机碳)、OD₆₆₀值均有显著降低，浊度去除率达94.5％。在鞣革工业废水中加入硅酸盐细菌复合絮凝剂，其浊度去除率可达96％。

(2)染料废水的脱色

由于染料废水难以生物降解，而一般的化学絮凝剂处理效果又不佳，这时使用硅酸盐细菌复合絮凝剂处理可以达到理想的效果。该硅酸盐细菌复合絮凝剂在实验室对纸浆黑液等颜色较深的废水进行脱色处理，其脱色率分别可达95％和98％以上。

(3)高浓度无机物悬浮废水处理

硅酸盐细菌复合絮凝剂可用于高岭土、泥水浆、粉煤灰等水样的处理。用硅酸盐细菌絮凝剂处理100ml中高达15g的黄土浊水时，是阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的3倍。

(4)膨胀活性污泥的处理

不少工业废水在采用活性污泥法处理过程中，形成的活性污泥容易膨胀，从而影响处理效率，若在活性污泥中加入微生物絮凝剂，污泥容积指数能很快下降，从而消除污泥膨胀状态，恢复活性污泥的沉降能力。如制药废水生化处理过程中形成的膨胀活性污泥，当在其中添加硅酸盐细菌复合絮凝剂，污泥沉降性能SVI很快从260mL/g降到50mL/g，消除了污泥膨胀，恢复了活性污泥的沉降能力。

(5)化工废水的净化处理

硅酸盐细菌复合絮凝剂对造纸黑液、皮革废水、偶氮染料废水、硫化染料废水、电镀废水、彩印制板废水、石油化工废水、造币废水及蓝墨水、碳素墨水等具有良好絮凝效果，试验表明，废水固液分离明显、CODcr去除率55％～98％，悬浮物、色度、浊度去除率为90％以上。

                          具体实施方式

实施例：首先，制备硅酸盐细菌培养基：取蔗糖5.0g、MgSO₄·7H₂O 0.5g、CaCO₃ 0.1g、Na₂HPO₄ 2.0g、FeCl₃ 0.005g，伊利石粉(亦可选用钾长石或其它含钾矿粉)0.5g，混合后加入蒸馏水1000ml，混合均匀，调节pH值为7.0～7.3；在此基料中加入20g琼脂即得培养硅酸盐细菌的固体培养基，备用；常规方法灭菌处理。

第二，制备微生物絮凝剂：取已经活化的硅酸盐细菌菌种(试管种)，无菌操作法接种至硅酸盐细菌液体培养基中培养，将接种后的培养基在28～30℃的条件下培养6天(量大则需逐级扩大培养)，瓶底形成稳定的白色絮状物质，此即为硅酸盐细菌絮凝剂，将上述多个硅酸盐细菌培养物合并，过滤、得到过滤物，即制得硅酸盐细菌絮凝剂，备用；

第三，制备活性矿物材料：以沸石为原料，烘干后即为活性矿物材料；

第四，合成硅酸盐细菌复合絮凝剂：将1000ml的硅酸盐细菌培养物(过滤水后)与10g活性矿物材料混合，充分混匀后以60～70℃的温度烘干，粉碎至100目过筛，即制得约12g硅酸盐细菌复合絮凝剂成品。

Claims (2)

1.硅酸盐细菌复合絮凝剂的制备方法，其特征包括：

①硅酸盐细菌培养基制备：按质量约1008份配制培养基，其中各组分为：蔗糖5份、七水硫酸镁0.5份、CaCO₃0.1份、Na₂HPO₄2份、FeCl₃0.005份，伊利石粉或钾长石0.5份，以上组分充分混合均匀后加入1000份洁净水，混合均匀后调节pH值为7.0～7.3即为培养硅酸盐细菌的液体培养基；在此基料中按照2％的比例加入琼脂即得固体培养基，常规方法灭菌处理，备用；

②制备微生物絮凝物：取已经活化的硅酸盐细菌菌种——即胶质芽胞杆菌菌种，无菌操作法接种至硅酸盐细菌液体培养基中培养，将接种后的培养基在28～30℃的条件下培养6天，瓶底形成稳定的白色絮状物质，此即为硅酸盐细菌絮凝剂，将上述多个硅酸盐细菌培养物合并，过滤、得到过滤物，即制得硅酸盐细菌絮凝物，备用；

③制备活性矿物材料：选取具有吸附性的矿物，烘干后即为活性矿物材料；

④硅酸盐细菌复合絮凝剂的制备：将硅酸盐细菌絮凝物与活性矿物材料混合，充分混匀后以60～70℃的温度烘干，然后粉碎至100目过筛，即制得硅酸盐细菌复合絮凝剂成品。

2.如权利要求1所述的硅酸盐细菌复合絮凝剂的制备方法，其特征在于所选用具有吸附性的矿物，是沸石、海泡石、蒙脱石、硅藻土其中的一种或几种。