一种微生物固定化丝瓜络及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于水处理技术，特别涉及一种微生物固定化丝瓜络及其制备方法和应 用。
【背景技术】
[0002] 固定化微生物技术是用化学或物理的手段，将游离细胞或酶定位于限定的区域， 使其保持活性并可反复利用的方法。固定化微生物技术克服了生物细胞太小，与水溶液分 离较难，易造成二次污染的缺点，保持了效率高、稳定性强、能纯化和保持高效菌种的优点， 在废水处理领域有广阔的应用前景。
[0003] 但在实际应用过程中，如何固定、使用何种载体使固定化微生物较长时间的保持 一定强度和活性，降低固定化的成本，延长固定微生物的使用寿命，是该技术在污水处理中 得到广泛应用的关键。现阶段常用的载体有无机载体、天然高分子载体和合成有机高分子 载体。无机载体有多孔玻璃、硅藻土、活性炭、石英砂等，无机载体常用于吸附法，高质量无 机载体的指标之一是具有较大的表面积，但吸附法中微生物与无机载体结合不牢固，易脱 落，吸附数量不多；天然高分子载体有琼脂、海藻酸钙、角叉莱胶等，它们无生物毒性，传质 性好，但强度较低，在厌氧条件下易被生物分解;合成有机高分子载体有ACAM、PVA、聚乙酰 几丁酯、光敏聚乙烯醇等，一般强度较好，但传质性能较差，包埋后对细胞活性有影响。
[0004] 综上所述，这些已有的载体材料作为微生物固定化载体，一方面固定化效果不够 好、易损耗、易失活，另一方面人工载体的生产和使用过程中对环境容易造成危害，不环保。 所以选择合适的载体固定微生物在现阶段工业废水、生活污水处理领域显得尤为重要，而 且在地下水污染原位修复技术领域:微生物渗透性反应墙技术，微生物固定在多孔网格框 架结构载体中是这一技术应用的关键，目前还没有人使用这一技术。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种高密度天然丝瓜络为微生物固定化载体处理废水的方 法，以多孔丝瓜络为载体介质，以厌氧微生物作为固定化菌源，通过吸附的方法固定游离微 生物，固定化效果好，不易损耗、不易失活、价格低廉、对环境无危害而且应用领域不受限 制，可广泛应用在工业废水、生活污水以及地下水的修复处理中。
[0006] 本发明的目的可以通过以下方案来实现：
[0007] -种微生物固定化丝瓜络的制备方法，其步骤包括：
[0008] (1)将好氧污泥作为接种污泥，密闭状态下静置，沉淀后取底泥，加入营养液稀释， 制成微生物悬浊液，30°C恒温驯化培养，形成厌氧颗粒污泥；
[0009] (2)将洗净的高密度天然丝瓜络于48-52°C烘22-25小时，冷却后干燥保存，制成丝 瓜络载体，备用;优选的，将洗净的高密度天然丝瓜络50°C烘24小时，冷却后干燥保存，制成 丝瓜络载体。
[0010] (3)将步骤（1)中制备的厌氧颗粒污泥与营养液的混合形成混合液，将步骤(2)中 制备的丝瓜络载体浸泡在混合液中，密封30°C恒温培养14-17天，形成微生物固定化丝瓜 络。
[0011] 所述步骤（1)中，恒温驯化培养的过程为，每7天为一个周期，将体积百分比为20-25%微生物悬浮液替换成营养液，同时加入有机溶液储备液，持续2个月即可驯化完成;后 期保存，以一个月为周期，将体积百分比为45-50%的微生物悬浮液替换成营养液，同时加 入有机溶液储备液，此过程可长期保存该驯化污泥。所述有机溶液储备液中的有机物为实 际应用于废水处理中的欲清除的有机物。
[0012] 所述步骤(2)中，高密度天然丝瓜络的洗净过程为，将高密度天然丝瓜络浸没于去 离子水中22-26小时后用去离子水洗涤1-2次，超声震荡后用去离子洗涤1-2次，以便完全去 除丝瓜络表面杂质和灰尘。
[0013] 所述步骤(2)中，高密度天然丝瓜络的最高保水量为ΙΟ-llg水/g载体，脱水时的保 水量为3_4g水/g载体，悬浮物附着量为0.2-0.3g/g载体。
[0014] 所述步骤(2)中，高密度丝瓜络的不规则蜂窝孔的直径为185-205μπι，沟壑宽度为 18-22μπι，这对于微生物的固定和寄宿提供了很好的天然条件，有利于微生物的固定。
[0015] 所述步骤(3)中，厌氧颗粒污泥悬浮液、营养液和丝瓜络载体的加入量配比为1L: lL:10-20g;优选的，厌氧颗粒污泥悬浮液、营养液和丝瓜络载体的加入量配比为1L:1L: l〇g。该厌氧颗粒污泥悬浮液的浓度为3.43g/L。
[0016] 合适的配比，有利于微生物的固定。
[0017] 所述营养液中含有无机盐溶液，微量元素溶液、乳酸钠及质量浓度为10%的酵母 膏溶液。
[0018] 以每升营养液计，微量元素溶液为6.7mL、乳酸钠为0.72mL，酵母膏溶液为lmL，其 余为无机盐溶液。
[0019] 其中，每升营养液中，无机盐溶液的各组分浓度为：NH4Cl(0.32g · (0.5g · L_1),CaCl2(0.1g · L_1),MgS〇4 · 7H20(0.4g · Γ1) ,NaHC03( 1.2g · Γ1)；
[0020] 其中，每升营养液中，微量元素溶液的各组分浓度为:FeS〇4 · 7H20(0.4g · I/1)， C0CI2 · 6H20(0.32g · L-〇，H3B03(0.01g · L-〇，ZnS〇4 · 7H20(0.2g · L-3，CuS〇4 · 5H20 (0.04g · L-3，NiS〇4 · 6H20(0.2g · L-〇，MnCl2 · 4H20(0. lg · L-〇，（NH4)6M〇7〇24 · 4H20 (0.025g · L-4。
[0021 ] 通过上述制备方法可制备获得微生物固定化丝瓜络。
[0022] 上述微生物固定化丝瓜络在废水处理中的应用。优选的，所述微生物固定化丝瓜 络和废水的用量比为5g:lL。
[0023] 本发明的有益效果是：
[0024] 1、本发明采用高密度天然丝瓜络作为微生物载体，具有非常优异的亲水性，能很 快吸水并沉入水底，不会漂浮在水面上。而且比高分子载体具有更好的稳定性，这对于微生 物的固定更有优势。而且本发明采用的高密度天然丝瓜络在脱水条件还是没有脱水的条件 下，始终具有非常高的保水量，其保水量明显高于目前使用最多的高分子商业载体;同时高 密度天然丝瓜络具有致密、复杂交错的网状结构，SS附着量高，所以，采用高密度天然丝瓜 络作为微生物载体，对于微生物的固定效果更佳。从而提高了废水的处理能力。
[0025] 2、本发明微生物固定化丝瓜络的磨损系数小，具有很好的机械耐磨性，使用寿命 长，降低了使用成本。
[0026] 3、本发明微生物固定化丝瓜络可应用于废水处理中，对于有机物的清除效果非常 好，而且原料成本低、废水处理效率高，对环境无危害，环保。
【附图说明】
[0027] 图1为实施例1中微生物固定化丝瓜络的电镜图，其中图la和图lb分别为空白丝瓜 络的截面和表面电镜图，图lc和图Id分别为固定化厌氧颗粒污泥微生物后的丝瓜络的截面 和表面电镜图，图le为表固定化上清液游离微生物后的丝瓜络表面电镜图。
[0028] 图2为实施例2中四种不同载体固定微生物后对TCA的去除效果对比图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合实施例，对本发明作进一步说明：
[0030] 本实施例中用到的接种污泥采用上海闵行水质净化厂二次沉淀池的回流好氧污 泥作为接种污泥。
[0031] 以每升营养液计，微量元素溶液为6.7mL、乳酸钠为0.72mL，酵母膏溶液为lmL，其 余为无机盐溶液。每升营养液中，无机盐溶液的各组分浓度为:NH4Cl(0.32g · I/1)，KH2P〇4 (0.5g · L-ihCaCldO.lg · L-ihMgSCk · 7H20(0.4g · L-ihNaHCOXlJg · L-每升营养液 中，微量元素溶液的各组分浓度为:FeS〇4 · 7H20(0.4g · L-ICoCh · 6H20(0.32g · L-3， H3B03(0.01g · L-3，ZnS〇4 · 7H20(0.2g · L-〇，CuS〇4 · 5H20(0.04g · L-3，NiS〇4 · 6H2O (0.2g · L-4，MnCl2 · 4H20(0.1g · L-0,(^4)61^7024 · 4H20(0.025g · L-
[0032] 实施例1
[0033] (1)厌氧颗粒污泥的制备：
[0034] 从水质净化厂取回的好氧污泥在密闭状态下放在室内静置3天，倒掉上清液，取下 部底泥1500mL，用新鲜的营养液500mL稀释底泥，制成微生物悬浊液装入三角烧瓶中，用橡 胶塞塞住瓶口，并用封口膜密封，另在橡胶筛上插一注射器针头供排气，于30°C的恒温培养 箱中，驯化培养，形成厌氧颗粒污泥。
[0035]菌种的驯化培养过程：<