一种用于污水处理的固定化微生物装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于污水处理的固定化微生物装置，属于污水处理领域。
【背景技术】
[0002]作为酶或微生物的固定化方法，到目前为止有包含法、附着法、载体结合法等，特别是包含法、附着法基于菌体固有的生理、代谢，可以有效地利用反应，所以在发酵、微生物转换、废水处理等领域备受关注。为了固定上述酶或微生物，通常利用酶或微生物固定化用载体，但是在使用多孔质无机载体作为该固定化用载体时，微生物对载体的附着性差，进而具有在附着后的载体上增殖的菌体容易剥落的缺点。另外，无机质载体一般比重比水更大，如果作为流动层型生物反应器的固定化物微粒使用，则具有难以流动操作的缺点。另一方面，聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等亲水性树脂、高酸价不饱和丙烯酸树脂、不饱和聚乙二醇等亲水性光固化树脂是适合包含固定化法等的固定化用载体。上述亲水性树脂或上述亲水性光固化树脂的水溶液或水分散液中分散微生物菌体，粒状凝胶化的固定化物微粒由于是含水凝胶化物，所以比重和水的比重接近，微生物的附着性以及增殖性也良好，所以作为流动层型生物反应器的固定化物微粒而提出，广泛被使用。这种流动层型生物反应器中，为了在槽内部将使载体流动而进行的搅拌或曝气的能量抑制到最低限度，削减运用成本，可能需要一种低比重载体，该载体不会在反应槽内部分滞留，可以充分流动。为了确保这种足够的流动性，提出了在载体中含有比重调节用的无机质类中空珠(中空玻璃珠或中空沸石(celite))、中空聚合物微粒。另外，记载了上述流动层型生物反应器中，含有比重调节用无机质类中空珠(中空玻璃珠或中空沸石)、中空聚合物微粒的低比重载体由于不会在反应槽内部分滞留，可以充分流动，所以可以将槽内部使载体流动而进行的搅拌或曝气的能量抑制到最低限度，可以削减运用成本。然而，由于将使用这些亲水性树脂的固定化用载体作为含水凝胶化物使用，所以具有机械强度弱，在反应器的操作中容易破损，作业性差的缺点。
[0003]常规的污水处理中，脱氮是重要的环节，在AO，A2O等水处理工艺中，氨氮常通过氧化为硝酸，硝化液回流后还原为氮气去除。在这个反应过程中，最为关键的限制步骤是氨氮的氧化。氨氮的氧化需要三个条件，一个是充足的溶解氧，二是较低的COD浓度，三是大量的氨氧化细菌(硝化细菌)。硝化细菌有两类，一类是氨氧化细菌，另一类是亚硝酸氧化细菌。对反硝化微生物而言，氨氧化细菌的产物亚硝酸盐就可以作为脱氮底物，所以将氨氮氧化至这一阶段即可回流反硝化。
[0004]对于一个设计合理的反应器而言，创造合适的溶解氧和在较高的COD浓度下实现硝化反应重要的环节就是保有足够浓度和高效的硝化细菌。而微生物固定化技术是保有足够浓度硝化细菌的最直接方法。以往的微生物固定化技术存在的问题是固定化的载体机械强度不足，包埋体易损。如能克服固定化的微生物载体破损问题，则可便于包括硝化细菌在内的各种关键进程微生物在污水处理中的应用。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供具有高强度的污水处理用固定化微生物装置。本实用新型人为了实现上述目的，反复进行了认真的研宄，发现一种能够通过纤维进行加强的固定化微生物载体。
[0006]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:
[0007]一种用于污水处理的固定化微生物装置，其中:包括附着有微生物菌泥的多孔微生物附着结构以及穿过多孔微生物附着结构的纤维增强线，多孔微生物附着结构以及纤维增强线共同被包埋剂包埋组成固定化微生物装置。
[0008]为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括:
[0009]上述的多孔微生物附着结构为活性炭或烧结玻璃或火山石粉。
[0010]上述的纤维增强线的材料为羧甲基纤维素钠或碳纤维或玻璃纤维或聚酯纤维。
[0011]上述的包埋剂为聚乙烯醇。
[0012]上述的微生物菌泥和多孔微生物附着结构体积比例为1:20?10:1。
[0013]上述的微生物菌泥和多孔微生物附着结构体积比例为1:5。
[0014]上述的纤维增强线长度为0.1毫米到10毫米，截面积为I微米到0.1微米，抗拉强度大于0.1Mpao
[0015]上述的固定化微生物装置为多面体微生物装置或者球体微生物装置。
[0016]本实用新型的优点是，将纤维状材质加入固定化微生物载体后，提高了固定化微生物机械强度，抗压能力，载体不易变形，利于实际应用。
【附图说明】
[0017]图1表示的是实施例中固定化微生物装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
[0019]图1所示为本实用新型的结构示意图。
[0020]其中的附图标记为:球体微生物装置1、微生物菌泥2、多孔微生物附着结构3、纤维增强线4。
[0021]一种用于污水处理的固定化微生物装置，其中:包括附着有微生物菌泥2的多孔微生物附着结构3以及穿过多孔微生物附着结构3的纤维增强线4，多孔微生物附着结构3以及纤维增强线4共同被包埋剂包埋组成固定化微生物装置。
[0022]多孔微生物附着结构3为活性炭。
[0023]纤维增强线4的材料为羧甲基纤维素钠。
[0024]包埋剂为聚乙烯醇。
[0025]微生物菌泥2和多孔微生物附着结构3体积比例为1:5。
[0026]纤维增强线4长度为5毫米，截面积为0.5微米，抗拉强度大于0.6Mpa。
[0027]固定化微生物装置为球体微生物装置I。
[0028]上述实用新型的方案可以按照以下方法实施:
[0029]方法一:
[0030]微生物的培养和获取:
[0031]1.首先将纯培养发酵扩培或者污泥中分离出来的细菌离心，离心速度4000?1000go菌泥收集后采用1000目以上活性炭粉混合吸附，活性炭粉与菌泥体积比10:1?1:20,优选的体积比为1:5，搅拌均匀后的混合物在4°C保存待用。
[0032]2.将聚乙烯醇制备为10%的水溶液。
[0033]3、将纤维状材料，优选为碳纤维，更优选为100束的碳纤维切磨成长度5毫米短丝。
[0034]4、将经过活性炭吸附的菌泥和聚乙烯醇溶液混合，再加入体积比为1:100的碳纤维短丝，混合均匀。
[0035]5、将第4步混合好的生物材料滴入饱和硼酸溶液，混合，12小时后拿出清洗，放置在4°C保存。
[0036]方法二:
[0037]微生物的培养和获取:
[0038]1.首先将纯培养发酵扩培或者污泥中分离出来的细菌离心，离心速度4000?1000go菌泥收集后采用500目以上火山石粉混合吸附，火山石粉与菌泥体积比10:1?1:20,搅拌均匀后的混合物在4°C保存待用。
[0039]2.将聚乙烯醇制备为10%的水溶液。
[0040]3、将纤维状材料，优选为碳纤维，更优选为100束的碳纤维切磨成长度5毫米短丝。
[0041]4、将经过火山石粉吸附的菌泥和聚乙烯醇溶液混合，再加入体积比为1:50的碳纤维短丝，混合均匀。
[0042]5、将第4步混合好的生物材料铺入平底方盒中，厚度3_，再将饱和硼酸溶液缓慢施加其上，每隔2小时更换硼酸溶液，12小时后形成片状固定化微生物，将其拿出清洗，放置在4°C保存。
[0043]以上所述仅作为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于污水处理的固定化微生物装置，其特征在于:包括附着有微生物菌泥(2)的多孔微生物附着结构(3)以及穿过多孔微生物附着结构(3)的纤维增强线(4)，所述多孔微生物附着结构(3)以及纤维增强线(4)共同被包埋剂包埋组成固定化微生物装置。
2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的固定化微生物装置，其特征在于:所述多孔微生物附着结构(3)为活性炭或烧结玻璃或火山石粉。
3.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的固定化微生物装置，其特征在于:所述纤维增强线(4)的材料为羧甲基纤维素钠或碳纤维或玻璃纤维或聚酯纤维。
4.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的固定化微生物装置，其特征在于:所述包埋剂为聚乙烯醇。
5.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的固定化微生物装置，其特征在于:所述微生物菌泥(2)和所述多孔微生物附着结构(3)体积比例为1:20?10:1。
6.根据权利要求5所述的一种用于污水处理的固定化微生物装置，其特征在于:所述微生物菌泥(2)和所述多孔微生物附着结构(3)体积比例为1:5。
7.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的固定化微生物装置，其特征在于:所述纤维增强线(4)长度为0.1毫米到10毫米，截面积为I微米到0.1微米，抗拉强度大于0.1Mpa0
8.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的固定化微生物装置，其特征在于:所述固定化微生物装置为多面体微生物装置或者球体微生物装置(I)。
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于污水处理的固定化微生物装置，其特征在于：所述微生物被吸附在多孔材料上，所述多孔材料与纤维状材料共同被包埋剂包埋。采用多孔惰性介质对微生物进行吸附并用纤维状材料对固定化微生物载体进行机械加固，使固定化微生物颗粒具有更高的机械强度和传质性能，使大量关键微生物可以在实际的污水处理中得以应用。
【IPC分类】C12N11-14, C02F3-34, C12M1-00
【公开号】CN204455076
【申请号】CN201520067032
【发明人】杨晓庆, 杨昊, 史春龙
【申请人】杨晓庆, 杨昊, 史春龙
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月30日