CN212669709U - 一种微生物凝胶球 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微生物凝胶球，属于水污染控制领域。一种微生物凝胶球，主要由微生物包埋吸附凝胶球和覆膜层构成。本实用新型提高了凝胶球的强度和凝胶球对低浓度污染物的吸附能力，增强了凝胶球中微生物的存活力及凝胶球对于污染物的选择性。
Description
技术领域
本实用新型涉及水污染控制领域，特别是一种微生物凝胶球。
背景技术
近年来，利用微生物固定化技术处理污水的研究越来来多，通常的固定化技术，就是通过一些外部的方式，如物理或者化学方法，让微生物局限在一个有限的区域内，使其能够不悬浮在水中但是仍然保持微生物活性的技术。凝胶球技术属于固定化微生物技术中的一种，通过选择对微生物无毒性的高分子材料作为制作包裹微生物的材料，将微生物及其载体包裹，形成的表壳具有多孔性和良好的半透性，固定的微生物新陈代谢反应的小分子物质能够自由通过，包裹在其中的微生物能够生存和繁殖，因此可以高效的处理污水中的污染物。固定化微生物技术中通常使用的微生物载体材料一般分成三类：天然高分子材料、半合成高分子材料和合成高分子材料。天然高分子材料如海藻酸钠、琼脂等，和微生物有较好的生物相容性，对微生物无毒害，但是机械强度低，合成高分子材料如聚乙烯醇等机械强度好，但是带有毒性，这对微生物的生存很不利。
目前比较常用的海藻酸钙体系和海藻酸钠-壳聚糖凝胶球体系存在着机械性能不够强，处理能力弱、适应范围不广的缺陷，而且包埋过程中选择的吸附物质，如硅藻土、膨润土、粉末活性炭等材料存在一定的局限性。
另外，授权公告号CN105087541B的中国专利公开了微生物的固定化方法，包括以下步骤：将助型剂与水混合，在60～100℃下搅拌，得到浆液；助型剂为糊精、聚乙烯醇、淀粉、羧甲基纤维素、海藻酸钠和聚乙二醇中一种或多种；助型剂与水的质量比为(3～15):100；将浆液冷却到0～40℃后，向浆液中加入微生物菌剂，搅拌混匀，再与粒度为100～500目的活性炭混合；继续搅拌混匀，得到含有微生物菌剂的载体基质；助型剂与粒度为100～500目的活性炭质量比为(3～15):(200～300)；将含有微生物菌剂的载体基质进行造粒处理，制成活性炭固定化微生物颗粒。
该方法存在以下缺陷：(1)采用常规的载体材料进行包埋，成膜的强度不够在复杂的废水中存在，需要对膜进行再次加强，尤其对于亲水性的膜，需要进一步交联以适应多变的废水环境。(2)选择为100～500目粉末活性炭，在处理高浓度污染物废水时能力较好，但在处理低浓度污染物时吸附效果不佳。(3) 主要采用物理方法造粒，由于微生物对温度敏感，干燥造粒过程不利于微生物存活。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种微生物凝胶球，提高凝胶球的强度和凝胶球对低浓度污染物的吸附能力，提高凝胶球中微生物的存活力及对于污染物的选择性。
为了实现上述目的，本实用新型采用的一个技术方案是：一种微生物凝胶球，其特征在于，包括：
核心层，其主要由微生物包埋吸附凝胶球构成；
球体表层，其用于增加所述微生物凝胶球的强度，所述球体表层由所述核心层外表面包被的覆膜层构成。
优选的，所述覆膜层为一层阳离子淀粉膜。
优选的，所述微生物包埋吸附凝胶球包含的吸附剂为活性炭纤维。
优选的，所述微生物包埋吸附凝胶球包含的微生物菌剂根据废水中的污染物相应选择。
本实用新型的有益效果是：通过一种微生物凝胶球及其制备方法，提高了微生物凝胶球的强度，增强了微生物凝胶球对污染物的吸附能力，增强了微生物凝胶球对废水中不同污染物的选择性，提高了废水处理效果。
附图说明
图1是本实用新型微生物凝胶球结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1-核心层、2-阳离子淀粉膜层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
图1所示的是一种微生物凝胶球结构，主要由核心层1和阳离子淀粉膜层 2(球体表层)组成，核心层1由微生物包埋吸附凝胶球(微生物菌剂、吸附剂、载体)构成。微生物菌剂的种类根据废水中不同污染物而相应选择，例如对于氨氮选择硝化细菌，对于硝酸盐氮选择硫自氧反硝化菌，对于印染废水选择印染废水COD降解菌。
下面以微生物凝胶球的制备过程为例详细描述微生物凝胶球的组成、凝胶球的制备方法及对废水的处理效果。
实施例1：
凝胶球的制备：
步骤一、选择微生物：微生物菌剂来源于绵津环保科技(上海)有限公司，型号为MicroBoost-N，主要是用于降解氨氮的硝化细菌；
步骤二、制作菌剂-吸附剂沉淀物：将100mL硝化细菌液与2g 400目椰壳活性炭充分搅拌后，在3000rmp转速下离心2min，得到菌剂-活性炭沉淀物。
步骤三、制作海藻酸钠-琼脂溶液：取2.5g海藻酸钠、1g琼脂与100mL水混合，在80℃条件下搅拌制成海藻酸钠-琼脂溶液；
步骤四、制作混合溶液：待海藻酸钠-琼脂溶液降温至35℃，将菌剂-活性炭纤维沉淀物加到溶液中，充分搅拌后制得混合溶液；
步骤五、制作凝胶球：在水浴35℃条件下，采用滴定管将步骤四制得的混合液以35滴/min的速度滴定至4％氯化钙溶液中，充分搅拌发生凝胶化反应后，形成凝胶球；
步骤六、阳离子淀粉覆膜强化：将步骤五制得的凝胶球在35℃的2％阳离子淀粉溶液中反应10min覆膜强化；
步骤七、洗涤保存：将覆膜完成后的凝胶球取出，洗涤保存。
废水处理试验：
某污水处理厂日处理污水量3万吨/日，承担该区域21家印染企业的工业废水处理工作，该厂采用预处理+活性污泥法+三级处理的多级处理工艺，以该污水厂初沉池出水作为试验对象。取10g制备的凝胶球加入到100mL水样中，室温条件下曝气反应24小时后，氨氮值由43mg/L将至1.8mg/L，降解率为95.8％，且凝胶球未出现破损。
实施例2：
凝胶球的制备：
步骤一、选择微生物：微生物菌剂来源北京恩菲环保股份有限公司研发中心富集培养的硫自氧反硝化菌，主要是用于降解硝酸盐氮；
步骤二、制作菌剂-吸附剂沉淀物：将200mL硝化细菌液与5g 300目粉末活性炭充分搅拌后，在4000rmp转速下离心3min，得到菌剂-活性炭沉淀物。
步骤三、制作海藻酸钠-琼脂溶液：取2.0g海藻酸钠、1.2g琼脂与100mL 水混合，在75℃条件下搅拌制成海藻酸钠-琼脂溶液；
步骤四、制作混合溶液：待海藻酸钠-琼脂溶液降温至30℃，将菌剂-活性炭纤维沉淀物加到溶液中，充分搅拌后制得混合溶液；
步骤五、制作凝胶球：在水浴35℃条件下，采用滴定管将步骤四制得的混合液以40滴/min的速度滴定至3.5％氯化钙溶液中，充分搅拌发生凝胶化反应后，形成凝胶球；
步骤六、阳离子淀粉覆膜强化：将步骤五制得的凝胶球在35℃的2％阳离子淀粉溶液中反应15min覆膜强化；
步骤七、洗涤保存：将覆膜完成后的凝胶球取出，洗涤保存。
废水处理效果试验：
某市政污水处理厂日处理污水量8万吨/日，该厂采用预处理+A2/O+三级处理的多级处理工艺，以该污水厂二沉池出水作为试验对象。取15g制备的凝胶球加入到200mL水样中，室温条件下震荡摇匀反应48小时后，总氮值由18mg/L 将至5.2mg/L，降解率为71.1％，且凝胶球未出现破损。
实施例3：
凝胶球的制备：
步骤一、选择微生物：微生物菌剂来源北京恩菲环保股份有限公司研发中心富集培养的印染废水COD降解菌，主要是用于降解印染废水的COD；
步骤二、制作菌剂-吸附剂沉淀物：将100mL硝化细菌液与5g活性炭纤维充分搅拌后，在4500rmp转速下离心2min，得到菌剂-活性炭纤维沉淀物。
步骤三、制作海藻酸钠-琼脂溶液：取3.0g海藻酸钠、1.5g琼脂与100mL 水混合，在80℃条件下搅拌制成海藻酸钠-琼脂溶液；
步骤四、制作混合溶液：待海藻酸钠-琼脂溶液降温至35℃，将菌剂-活性炭纤维沉淀物加到溶液中，充分搅拌后制得混合溶液；
步骤五、制作凝胶球：在水浴35℃条件下，采用滴定管将步骤四制得的混合液以35滴/min的速度滴定至4.5％氯化钙溶液中，充分搅拌发生凝胶化反应后，形成凝胶球；
步骤六、阳离子淀粉覆膜强化：将步骤五制得的凝胶球在35℃的2％阳离子淀粉溶液中反应20min覆膜强化；
步骤七、洗涤保存：将覆膜完成后的凝胶球取出，洗涤保存。
废水处理效果试验：
某印染污水处理厂日处理污水量3万吨/日，该厂采用预处理+PACT+三级处理的多级处理工艺，以该污水厂调节池出水作为试验对象。取30g制备的凝胶球加入到200mL水样中，室温条件下曝气反应48小时后，COD值由669mg/L 将至52mg/L，降解率为92.2％，且凝胶球未出现破损。
本实用新型的应用，提高了微生物凝胶球的强度，增强了微生物凝胶球对污染物的吸附能力，增强了微生物凝胶球对废水中不同污染物的选择性，提高了废水处理效果。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种微生物凝胶球，其特征在于，包括：
核心层，其主要由微生物包埋吸附凝胶球构成；
球体表层，其用于增加所述微生物凝胶球的强度，所述球体表层由所述核心层外表面包被的覆膜层构成。
2.如权利要求1所述的微生物凝胶球，其特征在于，所述覆膜层为一层阳离子淀粉膜。
3.如权利要求1所述的微生物凝胶球，其特征在于，所述微生物包埋吸附凝胶球包含的吸附剂为活性炭纤维。
4.如权利要求1所述的微生物凝胶球，其特征在于，所述微生物包埋吸附凝胶球包含的微生物菌剂根据废水中的污染物相应选择。
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| CN202020511848.1U CN212669709U (zh) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | 一种微生物凝胶球 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111575266A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-08-25 | 北京恩菲环保股份有限公司 | 一种微生物凝胶球及其制备方法 |
| CN115044580A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-09-13 | 广州微立旺生物科技有限公司 | 一种去除硫化物的复合型微生物菌剂及其制备方法 |
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2020
- 2020-04-09 CN CN202020511848.1U patent/CN212669709U/zh active Active
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