一种生物试剂及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于水处理领域，特别涉及一种生物试剂，还涉及该生物试剂独特的制备 方法与应用。
【背景技术】
[0002] 当前，水污染问题已成为我国城市环境最主要问题之一。全国江河水域和湖泊普 遍受到不同程度的污染，尤其是大中城市中下游河段污染更严重。城市河流是我国水环境 的重要组成部分，由于人工业废水及城市生活污水的排放，城市河流污染状况相当严重，且 普遍存在富营养化问题。据统计，到20世纪初期，世界上几乎已经没有一条完整的自然河 流，城市河流的严重破坏与退化已被公认为一个全球性的生态环境问题。由此可见，水环境 的修复成为我国环境保护的重要内容。
[0003] 然而，城市污染水体的治理相当困难，治理工程量大，涉及面广。现有城市污染水 体主要污染控制技术有物理法、化学法、生物法等。物理法往往治标不治本，且曝气复氧技 术、底泥疏浚技术等都存在投入大的缺点，不具有规模治污的能力，且底泥疏浚中被清除的 污染底泥的最终处理也是一个很棘手的问题；化学法主要是采用各种化学药剂，如加入化 学药剂杀藻、加入铁盐等促进磷的沉淀（化学固磷）等，化学方法虽可使水质暂时得到改 善，但会造成二次污染；生物法是一种具有良好发展前景的主体修复技术，治理费用低，环 境无影响，最大限度的降解污染，但存在高效菌株的筛选、微生物的生长控制等难点，使得 生物法修复技术难以推广。因此，结合城市水体的特点，着眼于对水体生态系统和自净能力 的修复，寻求一种成本低廉、高效的新型污水处理剂成为当前的主要课题。
【发明内容】
[0004] 发明目的：本发明的第一目的是提供一种成本低、效率高、简单、快捷的生物试剂 的制备方法。本发明的第二目的是提供一种微生物负载率高、传质阻力小、保存时间长的生 物试剂。
[0005] 技术方案：本发明提供的一种生物试剂，由固相喷雾和液相喷雾通过混合喷雾 反应制得；固相喷雾和液相喷雾的质量比为1:0. 4-0. 6 ;所述固相喷雾为复合非金属矿物 A(专利号201310017703. 0);所述液相喷雾包括以下重量份的组份：复合菌5-15份，营养 剂5-15份、粘结剂0. 05-0. 15份；其中，所述复合菌为质量比为1:4-6的枯草芽孢杆菌和光 合细菌。
[0006] 作为改进，所述营养剂包括以下重量份的组份：酵母膏0.05-0. 1份、牛肉膏 0-0. 06份、蛋白胨0. 05-0. 15份、葡萄糖0. 05-0. 15份、氯化钠0. 02-0. 08份、硫酸铵0-0. 05 份、七水硫酸镁〇-〇. 05份、磷酸氢二钾0. 05-0. 15份。
[0007] 本发明还提供了用于制备上述生物试剂的混合喷雾反应设备，包括液相喷雾装 置、固相喷雾装置、制粒区；其中，所述液相喷雾装置包括通过进液管依次连接的储液罐、加 压泵、时控开关和喷雾头；所述固相喷雾装置包括储粉罐以及通过进气管依次连接的空压 机、空气过滤器、调压阀和文丘里射粉泵，所述储粉罐和文丘里射粉泵通过进粉管连接；所 述喷雾头设于制粒区顶部，所述射粉泵设于制粒区侧壁上，所述制粒区底部设有搅拌装置。 反应器采用上进液，侧边进粉，避免了固-液对喷，防止了喷嘴的堵塞，同时接触反应时间 较长，接触反应效果较好。反应器配备了控制搅拌器以及表面扫风，以得到半干的微生物制 剂。
[0008] 作为改进，制粒区为直径330-380mm、高1100-1400mm的圆柱体；所述进粉管设于 制粒区顶部。
[0009] 本发明还提供了上述生物试剂的制备方法，包括以下步骤：以固体喷雾和液相喷 雾为原料，利用权利要求3或4所述的喷雾混合反应设备制备半干形生物制剂。
[0010] 为达到半干状态的生物制剂，排料前可根据生物制剂的干湿状态可选择性开关搅 拌设备以及表面扫风，先进行混匀、干燥，再进行出料。
[0011] 优选地，调节喷雾混合反应设备的参数：液体喷雾压力〇. 6-1. 2MPa，固体喷雾所 需的空气压力〇? 1-0. 3MPa。
[0012] 优选地，控制固体喷雾流量为160-200g/min、液相喷雾流量分别80-100mL/min， 且粉末流量与液体流量比约为1. 5-2. 5:1。
[0013] 本发明还提供了上述生物试剂在废水处理中的应用。
[0014] 所述应用，具体为：该生物试剂的投加量为0. 1-0. 2g/50mL废水，处理反应温度为 30-40°C，反应时间为3-4d，pH为6-8。将生物试剂加入废水中，在一定处理时间后，上覆水 质和底泥结构得到改善，底泥微生物种类得到提高，底泥有机质得到降解。
[0015] 有益效果：相对于现有技术，本发明具有以下突出的优势：
[0016] 1.本发明的生物试剂采用固定化复合微生物技术，其中枯草芽孢杆菌能强烈地分 解碳系、氮系、磷系、硫系污染物，分解复杂多糖、蛋白质和水溶性有机物，主要将大分子有 机物降解成小分子有机物；而光合细菌能对小分子有机物进行降解，同时能去除硝酸盐、亚 硝酸盐和活性磷酸盐等物质，调控水质。两种微生物的联合，克服了单一微生物吸收降解单 一物质的缺陷，利用多种有益微生物的协同作用，同步吸收、转化、降解、清除多种环境污染 物，实现修复水体的目的。此外，固定化材料本身具有无二次污染、实地操作性强、提高单位 体积微生物浓度、保护微生物免受有毒有害物质侵害等优点，本发明制备的生物制剂又同 时兼顾了微生物负载力和底物的传质阻力的两各方面，低成本，长寿命，因此可用于城市受 污水体的治理，和各种水处理工程项目，前景广阔。
[0017] 2.本发明采用混合喷雾反应设备。它是一种小型、成本低、操作简单，适用于生产
【主权项】
1. 一种生物试剂，其特征在于：由固相喷雾和液相喷雾通过混合喷雾反应制得；固 相喷雾和液相喷雾的质量比为1:0. 4-0. 6 ;所述固相喷雾为复合非金属矿物A(专利号 201310017703. 0);所述液相喷雾包括以下重量份的组份：复合菌5-15份，营养剂5-15份、 粘结剂0. 05-0. 15份；其中，所述复合菌为质量比为1:4-6的枯草芽孢杆菌和光合细菌。
2. 根据权利要求1所述的一种生物试剂，其特征在于：所述营养剂包括以下重量份的 组份：酵母膏0. 05-0. 1份、牛肉膏0-0. 06份、蛋白胨0. 05-0. 15份、葡萄糖0. 05-0. 15份、 氯化钠0. 02-0. 08份、硫酸铵0-0. 05份、七水硫酸镁0-0. 05份、磷酸氢二钾0. 05-0. 15份。
3. -种用于制备权利要求1所述的生物试剂的混合喷雾反应设备，其特征在于：包括 液相喷雾装置（1)、固相喷雾装置（2)、制粒区（3);其中，所述液相喷雾装置（1)包括通过 进液管（11)依次连接的储液罐（12)、加压泵（13)、时控开关（14)和喷雾头（15);所述固 相喷雾装置（2)包括储粉罐（21)以及通过进气管（23)依次连接的空压机（14)、空气过滤 器（25)、调压阀（26)和文丘里射粉泵（27)，所述储粉罐（21)和文丘里射粉泵（27)通过进 粉管（22)连接；所述喷雾头（15)设于制粒区（3)顶部，所述文丘里射粉泵（27)设于制粒 区（3)侧壁上，所述制粒区（3)底部设有搅拌装置（31)。
4. 根据权利要求4所述的一种用于制备权利要求1所述的生物试剂的混合喷雾反应设 备，其特征在于：制粒区（3)为直径330-380mm、高1100-1400mm的圆柱体；所述进粉管（16) 设于制粒区（3)顶部。
5. -种权利要求1所述的生物试剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：以固体喷 雾和液相喷雾为原料，利用权利要求3或4所述的喷雾混合反应设备制备半干形生物制剂。
6. 根据权利要求5所述的生物试剂的制备方法，其特征在于：调节喷雾混合反应设备 的参数：液体喷雾压力〇? 6-1. 2MPa，固体喷雾所需的空气压力0? 1-0. 3MPa。
7. 根据权利要求5所述的生物试剂的制备方法，其特征在于：控制固体喷雾流量 为160-200g/min、液相喷雾流量分别80-100mL/min，且粉末流量与液体流量比约为 I. 5~2. 5:1 〇
8. 权利要求1所述的生物试剂在废水处理中的应用。
9. 如权利要求8所述的应用，其特征在于：该生物试剂的投加量为0. 1-0. 2g/50mL废 水，处理反应温度为30-40 °C，反应时间为3-4d，pH为6-8。
【专利摘要】本发明提供的一种生物试剂，由固相喷雾和液相喷雾通过混合喷雾反应制得；固相喷雾和液相喷雾的质量比为1:0.4-0.6；所述固相喷雾为复合非金属矿物A(专利号201310017703.0)；所述液相喷雾包括以下重量份的组份：复合菌5-15份，营养剂5-15份、粘结剂0.05-0.15份；其中，所述复合菌为质量比为1:4-6的枯草芽孢杆菌和光合细菌。本发明还提供了用于制备上述生物试剂的混合喷雾反应设备以及利用该设备制备上述生物试剂的方法。本发明制得的生物制剂同时兼顾了微生物负载力和底物的传质阻力的两各方面，低成本，长寿命，因此可用于城市受污水体的治理，和各种水处理工程项目，前景广阔。
【IPC分类】C12M1-00, C12N1-20, C12M1-02, C12M1-04, C12R1-125, C02F3-34
【公开号】CN104845910
【申请号】CN201510243311
【发明人】祝建中, 张晖, 季敏, 吉栋梁
【申请人】河海大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月13日