复合微生物絮凝剂及其制备方法与应用的制作方法

专利名称：复合微生物絮凝剂及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种絮凝剂、及所述絮凝剂的制备方法与应用，尤其是涉及一种复合微生物絮凝剂、及所述复合微生物絮凝剂的制备方法与应用。
背景技术：
垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种难处理的高浓度废水。其性质主要取决于垃圾的成分、填埋的时间、气候条件和填埋场设计等多种因素，一般来说具有如下特点，①水质复杂，有机物浓度高；②水质不稳定，变化幅度较大；③氨氮含量较高，营养元素比例失调；④重金属离子含量高。而现有的垃圾处理方法主要是物理方法和和生物方法，而物理处理方法成本较高，污泥产量大，废水回收困难，随着垃圾产量不断增加，物理法已经很难进一步推广和应用，生物处理方法不断研究和探索，不断降 低处理成本，降低污泥生产量，解决废水回收障碍，是解决目前垃圾渗滤液处理问题最佳选择。微生物絮凝剂是指细菌、真菌、放线菌等微生物直接制取或者通过生物技术提取具有絮凝活性的次生代谢产物，并且其能够使水中不易降解的固体悬浮颗粒和胶体颗粒等絮凝、沉淀的特殊高分子化合物，是一种高效、安全、能自然降解的新型水处理剂。与目前市售的大多数无机絮凝剂如铝系和铁系与有机絮凝剂丙烯酰胺等等相比，具有许多独特的性质和优点①无毒无害，安全性高；②易被微生物降解，无二次污染；③很强的除浊和除色功能；④适用范围广易于固液分离，形成沉淀物少有些生物制剂还具有PH和热稳定性性强，用量小的特点。微生物絮凝剂的优点逐渐得到各个国家的认可，目前美国、日本、英国等国家对生物絮凝剂进行了深层次的研究，筛选出多种絮凝剂生产菌，并对各自絮凝条件、机理、产絮凝的基因控制、絮凝剂纯化、性质及应用方面进行了一系列的工作。微生物絮凝剂根据组成成分不同可以分为四类第一类是微生物细胞，主要包括微生物的细胞体，已经研究的可用于生产微生物絮凝剂的微生物主要包括细菌、放线菌、真菌和藻类等；第二类是微生物细胞壁提取物质，主要包括葡萄糖、甘露聚糖和蛋白质等大分子物质；第三类是微生物荚膜、粘液质等细胞代谢产物，主要成分为多糖、蛋白质、脂类及其复合物；第四类是基因改良或诱变获得的工程菌株生产的絮凝剂。关于复合生物絮凝剂的研究已经做了一些研究工作，涉及到无机-生物复合絮凝齐IJ、有机-生物絮凝剂和几种菌群复合培养生物絮凝剂等类型。2003年，马放等(马放，刘俊良，李淑更等.复合型微生物絮凝剂的开发.中国给水排水，2003:19(4) : 1-4)率先提出复合微生物絮凝剂概念，并以稻草、秸杆等廉价生物质材料为底物，利用纤维素降解菌群和絮凝菌群组成的复合型微生物絮凝剂产生菌菌群，进行两段式发酵后分离提取而获得的。2006年，靳慧霞等(靳慧霞，马放，盂路.复合型微生物絮凝剂与化学絮凝剂的复配及其应用.化工进展，2006，25 (I) : 105-109)研究FZ-F6复合型微生物絮凝剂分别与无机絮凝剂氯化铝、无机高分子絮凝剂聚合氯化铝、有机絮凝剂聚丙烯酞胺复配使用处理泥浆废水絮凝条件和絮凝效果，并对水源水和工业废水中的处理效果进行了测定。实验表明FZ-F6微生物絮凝剂与化学絮凝剂配合使用不仅获得更好的净化效果，而且可以大大降低絮凝剂的总投加量。2010年，南京农业大学的发明专利申请“一种生物-硅藻土复合絮凝剂”(申请号为=201010150879. X)，利用硅藻土内部空隙多，且空隙间串联相通，拥有巨大的表面积和表面负电性的特点作为一种优良的多孔生物载体，把其与大分子生物絮凝剂复合，充分发挥高分子絮凝剂和硅藻土的协同优化作用。2012年，山东大学发明专利申请的“聚合铝-改性复合生物絮凝剂无机有机复合絮凝剂及其制备方法”(申请号为201210123810. 7)，通过对复合微生物絮凝剂与丙烯酰胺及二甲基二烯丙基氯化铵在过硫酸钾和亚硫酸钠引发剂存在下接枝共聚制得的改性复合型生物絮凝剂与聚合铝(AlCl3 · 6H20原料溶于蒸馏水，力口Na2CO3调节碱化度，常温反应制得)按比例混合反应制得，充分利用氯化铝、丙烯酰胺和生物絮凝剂的特性，但是在污水中会存在残留的铝离子和丙烯酰胺，形成二次污染。目前针对微生物絮凝剂的研究一直以来主要集中在絮凝剂产生菌筛选和菌株培 养液处理废水的实验室阶段，且大多是针对单一菌群的或者经过多种工序提取有机大分子作为絮凝剂，存在菌株筛选困难、成本过高、操作工序复杂，絮凝机理不清等问题。近年来，为了提高微生物絮凝剂产生菌活性，降低培养成本，研究学者逐渐从复合微生物絮凝和絮凝剂的剂型做了许多探索性研究，并在研究中证实了复合型微生物絮凝剂比单一絮凝剂更具有优越性，可以实现优势互补，菌群间协同效应，这样可以不仅可以提高絮凝效率，降低其他类型絮凝剂的投入量，还能够减少污泥产生量。而对目前较难处理的垃圾渗滤液的生物技术研究多处于传统的生物处理技术工艺研究，而通过微生物制剂添加，能够提高对多种污染物的去除率、降低污泥的产量和降低生产成本。2008年，天津大学发明专利“用于垃圾渗滤液微生物制剂及其制备方法”(专利号为200810154236. 5)，其把复合光合细菌，硝化细菌，反硝化细菌和酵母菌混合发酵培养制成复合微生物制剂，可以有效处理含盐度较高垃圾渗滤液中的有机质和氨氮。垃圾渗滤液处理的生物强化技术突破传统依靠活性污泥驯化微生物处理污水技术，是目前垃圾渗滤处理技术研究的热点。

发明内容
本发明要解决的技术问题就是针对现有的垃圾渗滤液的高有机质，水质不稳定，氨氮含量偏高等特点，提供一种复合微生物絮凝剂、及所述复合微生物絮凝剂的制备方法与应用，所述复合微生物絮凝剂加快垃圾渗滤液中有机质降解和重金属的去除，降低污泥产量和废水回收成本。本发明是这样实现的，一种复合微生物絮凝剂，其用于处理垃圾渗滤液，其包括胶冻样芽抱杆菌(Bacillus mucilaginosus)、枯草芽抱杆菌(Bacillus subtilis)、酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)和异生青霉菌(Penicillium diversum),在所述复合微生物絮凝剂中，微生物的总菌数为10亿/克以上，所述胶冻样芽孢杆菌的菌数占总菌数的百分比为30% 50%，所述枯草芽孢杆菌的菌数占总菌数的百分比为10% 25%，所述酿酒酵母菌的菌数占总菌数的百分比为20% 40%，所述异生青霉菌的菌数占总菌数的百分比为
10% 20%O所述胶冻样芽孢杆菌、所述枯草芽孢杆菌、所述酿酒酵母菌和所述异生青霉菌都是现有的常规菌种，比如可以从中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)、中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)、广东省微生物研究所(GM)和美国菌种保藏中心(ATCC)购买得到。作为上述方案的进一步改进，所述胶冻样芽孢杆菌为选自胶冻样芽孢杆菌菌株CGMCC1. 23UCGMCC1. 232和CICC23640的至少一种。胶冻样芽孢杆菌能够产生胞外糖蛋白、粘多糖等絮凝大分子有机物和分泌有机酸，可以有效絮凝去除水中的悬浮有机胶体和金属离子。所述枯草芽孢杆菌为选自枯草芽孢杆菌菌株CICC23585、CGMCC1. 1630中的至少一种。枯草芽孢杆菌能有效分解各种碳水化合物、糖、淀粉及各种蛋白质氨基酸，为其他有效微生物提供增殖所需的营养物质。枯草芽孢杆菌可分泌多种酶类，如纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶、果胶酶和木质酶等，可以有效降解水中各种有机物。所述酿酒酵母菌为选自酿酒酵母菌菌株GM2. 39、CGMCC2. 599中的至少一种。酵母菌主要依靠细胞壁絮凝，酵母可以分泌一种类似外源凝集素类蛋白质与α -甘露聚糖相结合，形成较为快速吸附水中的悬浮胶体和金属离子。另外酿酒酵母可以分泌多种酶类，如淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、氧化酶、脂肪酶等，可有效分解水中有机物可以有效的降解各种氨基酸、油脂和碳水化合物，消除异味。所述的异生青霉菌为选异生青霉菌菌株CGMCC3. 5724，ATCC52210中的至少一种。异生青霉可分泌多种多糖类物质等，是分泌胞外絮凝大分子真菌。本发明还提供上述复合微生物絮凝剂的制备方法，其包括以下步骤第一步，放大培养分别将胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌和异生青霉菌进行放大液体培养，按比例混合并发酵成生物发酵液，其混合比例为胶冻样芽孢杆菌的菌数占总菌数的百分比为30 50%，枯草芽孢杆菌的菌数占总菌数的百分比为10 25%，酿酒酵母菌的菌数占总菌数的百分比为20 40%，异生青霉菌的菌数占总菌数的百分比为10 20%，其中，微生物的总菌数为10亿/克以上；第二步，复合微生物絮凝剂固化对所述生物发酵液采用I飞nm空隙滤膜过滤浓缩形成浓缩发酵液，所述浓缩发酵液中的微生物菌体和絮凝大分子物质的质量达到所述浓缩发酵液的质量的5% 8% ；将所述浓缩发酵液与海藻酸钠以体积比为100 1. 0 1. 5的比例充分混匀；注射滴加到预先配制的0. 08 0. 15mol/L的氯化钙溶液中，海藻酸钠-浓缩发酵液混合液与氯化钙溶液的体积比为1: 3 1: 5，缓慢搅拌使海藻酸钠-浓缩发酵液混合液悬浮氯化钙溶液中，此时钠离子与钙离子相互置换，海藻酸钙逐渐硬化定型形成包埋颗粒，在氯化钙溶液中静止固化3 5小时；将包埋颗粒置于4 6g/L的壳聚糖溶液中进行成膜反应15 30min，包埋颗粒与壳聚糖溶液按照体积比为1:2 1:4比例配制。用生理盐水抽滤、洗涤，制得所述复合微生物絮凝剂。作为上述方案的进一步改进，在第一步中，还包括以下步骤将胶冻样芽孢杆菌经斜面活化后，接种于胶冻样芽孢杆菌的液体培养基中，28 32°C培养96 120小时，制成胶冻样芽孢杆菌菌种液；将枯草芽孢杆菌经斜面活化后，接种于枯草芽孢杆菌的液体培养基中，28 37°C，培养48 72小时，制成枯草芽孢杆菌菌种液；将酿酒酵母菌经斜面活化后，接种于酿酒酵母菌的液体培养基中，28 32°C，培养48 72小时，制成酿酒酵母菌种液；将异生青霉菌经斜面活化后，接种于异生青霉菌的液体培养基中，25 30°C，培养48 96小时，制成异生青霉菌菌种液；对胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌和异生青霉菌的菌种液进行活菌计数，将菌液混合配制成复合微生物菌液；将所述复合微生物菌液接种到复合发酵培养基上，在28 35°C温度下，混合发酵48 72小时，白色絮状物，即为发酵完成形成所述生物发酵液。优选地，所述胶冻样芽孢杆菌的液体培养基的配方是蔗糖O. 5%，硫酸镁O. 05%, 碳酸钙O. 01%,磷酸氢二钠O. 2%，氯化铁O. 0005%,钾长石O. 05%及其余量为水，pH为7. O 7. 3，百分比是重量百分比。所述枯草芽孢杆菌的液体培养基的配方是大豆粉1. 5%，淀粉1%，酵母膏O. 2%，葡萄糖1%及其余量为水，PH为6. 5，百分比是重量百分比。所述酿酒酵母菌的液体培养基的配方是葡萄糖3%，牛肉膏3%，胰胨1. 5%，蛋白胨2%，乙酸钠O. 5%，柠檬酸铵O. 2%，硫酸镁O. 058%，硫酸锰O. 25%及余量为水组成，pH为6. 5，百分比是重量百分比。所述异生青霉菌的液体培养基的配方是葡萄糖1%，麦芽粉O. 2%，酵母膏O. 2%，乙酸钠O. 5%及余量为水组成，pH为7. O，百分比是重量百分比。所述复合发酵培养基的配方是蜜糖20%、硫酸镁O. 2%、氯化铁O. 1%、硝酸钠2%、磷酸二氢钾2%、磷酸氢二钠O. 5%、氯化铵2%，其余为水，pH为6. 5 7. 2，百分比是重量百分比。本发明的复合微生物絮凝剂的制备方法采用可生物降解的大分子壳聚糖絮凝剂作为固化材料，最大程度上发挥有机絮凝剂生物絮凝剂的特点，壳聚糖首先表现絮凝效果，吸附垃圾渗滤液中的有机胶体和金属离子，而后固化材料中包埋复合絮凝微生物制剂分泌絮凝大分子产生絮凝效果，固化体中的微生物开始降解吸附在颗粒上的有机胶体并协同产生絮凝大分子，继续絮凝产生絮凝效果，同时生物固化，为复合絮凝微生物创造生存的微生态环境，提高复合絮凝微生物的存活率。本发明还提供上述复合微生物絮凝剂在垃圾渗滤液污水处理工艺中的应用，所述复合微生物絮凝剂和所述垃圾渗滤液污水的比例为1: 500 1: 2000。本发明所述的复合微生物絮凝剂主要用于垃圾渗滤污水处理工艺中，现有的垃圾渗滤液污水处理生物工艺主要是活性污泥处理法，可以将本发明的复合微生物絮凝剂投放到混凝反应池中，复合微生物絮凝剂和垃圾渗滤液污水的投放比例(重量比)是1: 500 I 2000，可以根据垃圾渗滤状况适当调整该复合微生物絮凝剂使用量。复合微生物絮凝剂的使用不仅能够有效絮凝渗滤液中悬浮有机胶体颗粒和重金属离子，还能够降解水中过量有机质，降低污泥产生量，提高渗滤处理效率，改善水质，并且可以代替或减少存在二次污染的无机絮凝剂和有机絮凝剂的使用。综上所述，相比于现有技术，本发明的有益效果如下(I)本发明提供了垃圾渗滤复合微生物絮凝剂，避免现有技术对微生物絮凝经过多次提纯分离操作复杂步骤及单一絮凝生物制剂难以生存的缺陷，采用壳聚糖固化复合微生物菌体和大分子絮凝有机的复合微生物絮凝剂可以直接应用于垃圾渗滤处理工艺中；(2)采用胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌和异生青霉菌复合发酵，充分发挥菌种之间的协同效应，促使复合发酵液中大分子絮凝剂活性高，发酵时间短，且只采用浓缩工艺，避免了提取操作麻烦，降低生产成本；(3)首次采用壳聚糖-海藻酸钠固化复合微生物和絮凝大分子，发挥壳聚糖的双重功能，在应用中快速产生絮凝效果，启动絮凝时间，提高处理效率；(4)固化复合微生物絮凝剂极大拓宽使用范围，提高絮凝剂使用温度范围-10°C 40°C，适用pH值范围在2. 5 9. 5，具有较大的发展潜力，有很好推广价值。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
实施例中，所用菌种全部从中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)、中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)、广东省微生物研究所(GM)和美国菌种保藏中心(ATCC)购买得到。实施例1第一步分别进行放大培养将胶冻样芽孢杆菌CGMCC1. 231经斜面活化后，接种于液体培养基中，30°C培养120小时，液体培养基配方蔗糖O. 5%，硫酸镁O. 05%,碳酸钙O. 01%,磷酸氢二钠O. 2%，氯化铁O. 0005%，钾长石O. 05%及其余量为水，pH为7. O 7. 3。将枯草芽孢杆菌CICC23585经斜面活化后，接种于液体培养基中，30°C培养48小时，液体培养基配方大豆粉1. 5%，淀粉1%，酵母膏O. 2%，葡萄糖1%及其余量为水，pH为6. 5。将酿酒酵母菌GM2. 39经斜面活化后，接种于液体培养基中，30°C培养48小时，液体培养基配方葡萄糖3%，牛肉膏3%，胰胨1. 5%，蛋白胨2%，乙酸钠O. 5%，柠檬酸铵O. 2%，硫酸镁O. 058%，硫酸锰O. 25%及余量为水组成，pH为6. 5。将异生青霉CGMCC3. 5724经斜面活化后，接种于液体培养基中，30°C培养60小时，液体培养基配方葡萄糖1%，麦芽粉O. 2%，酵母膏O. 2%，乙酸钠O. 5%及余量为水组成，pH为 7. O。活菌计数，检测菌数，按照下述各种菌的菌数占总菌数的百分比进行混合胶冻样芽孢杆菌50%，枯草芽孢杆菌15%，酿酒酵母菌20%，异生青霉菌15%，活菌总数高于20亿/晕升种子液。将混合种子液接种于复合发酵培养基，28°C培养48小时，复合发酵培养基配方蜜糖20%、硫酸镁O. 2%、氯化铁O. 1%、硝酸钠2%、磷酸二氢钾2%、磷酸氢二钠O. 5%、氯化铵2%，其余为水，pH为6. 5 7. 2。第二步复合微生物絮凝剂固化对生物发酵液采用膜过滤浓缩，采用2nm空隙滤膜过滤，浓缩发酵液中的微生物菌体和絮凝大分子物质，使其质量达到总发酵液的质量的6%。按照浓缩发酵液海藻酸钠的比例为100 1.2的比例充分混匀；将其注射滴加到预先配制的O. 12mol/L的氯化钙溶液中，海藻酸钠-浓缩发酵液混合液与氯化钙溶液的体积比为1: 4，缓慢搅拌使海藻酸钠-浓缩发酵液混合液悬浮氯化钙溶液中，此时钠离子与钙离子相互置换，海藻酸钙逐渐硬化定型形成包埋颗粒，在氯化钙溶液中静止固化4小时。将包埋颗粒置于5g/L的壳聚糖溶液中进行成膜反应15min，包埋颗粒与壳聚糖溶液按照体积比为1: 3比例配制。用生理盐水抽滤、洗涤、烘干，包装，获得垃圾渗滤液处理专用复合微生物絮凝剂成品。实施例2第一步分别进行放大培养将胶冻样芽孢杆菌CGMCC1. 231，CGMCC1. 232和CICC23640经斜面活化后，接种于液体培养基中，28°C培养96小时，液体培养基配方同实施例1。 将枯草芽孢杆菌CGMCC1. 1630经斜面活化后，接种于液体培养基中，35°C培养72小时，液体培养基配方同实施例1。将酿酒酵母菌GM2. 39经斜面活化后，接种于液体培养基中，30°C培养48小时，液体培养基配方同实施例1。将异生青霉CGMCC3. 5724，ATCC52210经斜面活化后，接种于液体培养基中，30°C培养72小时,液体培养基配方同实施例1。活菌计数，检测菌数，按照下述各种菌的菌数占总菌数的百分比进行混合胶冻样芽孢杆菌40%，枯草芽孢杆菌20%，酿酒酵母菌25%，异生青霉菌15%，活菌总数高于20亿/晕升种子液。将混合种子液接种于复合发酵培养基，28°C培养72小时,复合发酵培养基配方同实施例1。第二步复合微生物絮凝剂固化对生物发酵液采用膜过滤浓缩，采用2nm空隙滤膜过滤，浓缩发酵液中的微生物菌体和絮凝大分子物质，使其质量达到总发酵液的质量的8%。按照浓缩发酵液海藻酸钠的比例为100 1. O的比例充分混匀；将其注射滴加到预先配制的O. 15mol/L的氯化钙溶液中，海藻酸钠-浓缩发酵液混合液与氯化钙溶液的体积比为1: 3，缓慢搅拌使海藻酸钠-浓缩发酵液混合液悬浮氯化钙溶液中，此时钠离子与钙离子相互置换，海藻酸钙逐渐硬化定型形成包埋颗粒，在氯化钙溶液中静止固化5小时。将包埋颗粒置于4g/L的壳聚糖溶液中进行成膜反应30min，包埋颗粒与壳聚糖溶液按照体积比为1: 2比例配制。用生理盐水抽滤、洗涤、烘干，包装，获得垃圾渗滤液处理专用复合微生物絮凝剂成品。实施例3第一步分别进行放大培养将胶冻样芽孢杆菌CGMCC1. 231，CGMCC1. 232经斜面活化后，接种于液体培养基中，28°C培养108小时，液体培养基配方同实施例1。将枯草芽孢杆菌CGMCC1. 1630经斜面活化后，接种于液体培养基中，35°C培养72小时，液体培养基配方同实施例1。将酿酒酵母菌GM2. 39和CGMCC2. 599经斜面活化后，接种于液体培养基中，30°C培养72小时,液体培养基配方同实施例1。
将异生青霉CGMCC3. 5724和ATCC52210经斜面活化后，接种于液体培养基中，30 °C培养72小时,液体培养基配方同实施例1。活菌计数，检测菌数，按照下述各种菌的菌数占总菌数的百分比进行混合胶冻样芽孢杆菌45%，枯草芽孢杆菌15%，酿酒酵母菌30%，异生青霉菌10%，活菌总数高于20亿/晕升种子液。将混合种子液接种于复合发酵培养基，28°C培养60小时,复合发酵培养基配方同实施例1。第二步复合微生物絮凝剂固化对生物发酵液采用膜过滤浓缩，采用3nm空隙滤膜过滤，浓缩发酵液中的微生物菌体和絮凝大分子物质，使其质量达到总发酵液的质量的7%。
按照浓缩发酵液海藻酸钠的比例为100 1.5的比例充分混匀；将其注射滴加到预先配制的O. 08mol/L的氯化钙溶液中，海藻酸钠-浓缩发酵液混合液与氯化钙溶液的体积比为1: 5，缓慢搅拌使海藻酸钠-浓缩发酵液混合液悬浮氯化钙溶液中，此时钠离子与钙离子相互置换，海藻酸钙逐渐硬化定型形成包埋颗粒，在氯化钙溶液中静止固化5小时。将包埋颗粒置于6g/L的壳聚糖溶液中进行成膜反应25min，包埋颗粒与壳聚糖溶液按照体积比为1: 4比例配制。用生理盐水抽滤、洗涤、烘干，包装，获得垃圾渗滤液处理专用复合微生物絮凝剂成品。实施例4第一步分别进行放大培养将胶冻样芽孢杆菌CGMCC1. 231，CGMCC1. 232经斜面活化后，接种于液体培养基中，28°C培养108小时，液体培养基配方同实施例1。将枯草芽孢杆菌CICC23585，CGMCC1. 1630经斜面活化后，接种于液体培养基中，35°C培养48小时，液体培养基配方同实施例1。将酿酒酵母菌GM2. 39，CGMCC2. 599经斜面活化后，接种于液体培养基中，30°C培养72小时,液体培养基配方同实施例1。将异生青霉ATCC52210经斜面活化后，接种于液体培养基中，30°C培养60小时，液体培养基配方同实施例1。活菌计数，检测菌数，按照下述各种菌的菌数占总菌数的百分比进行混合胶冻样芽孢杆菌45%，枯草芽孢杆菌10%，酿酒酵母菌25%，异生青霉菌20%，活菌总数高于20亿/晕升种子液。将混合种子液接种于复合发酵培养基，30°C培养72小时，复合发酵培养基配方同实施例1。第二步复合微生物絮凝剂固化对生物发酵液采用膜过滤浓缩，采用5nm空隙滤膜过滤，浓缩发酵液中的微生物菌体和絮凝大分子物质，使其质量达到总发酵液的质量的8%。按照浓缩发酵液海藻酸钠的比例为100 1.3的比例充分混匀；将其注射滴加到预先配制的O. 12mol/L的氯化钙溶液中，海藻酸钠-浓缩发酵液混合液与氯化钙溶液的体积比为1: 4，缓慢搅拌使海藻酸钠-浓缩发酵液混合液悬浮氯化钙溶液中，此时钠离子与钙离子相互置换，海藻酸钙逐渐硬化定型形成包埋颗粒，在氯化钙溶液中静止固化4. 5小时。将包埋颗粒置于4. 5g/L的壳聚糖溶液中进行成膜反应30min，包埋颗粒与壳聚糖溶液按照体积比为1: 3比例配制。用生理盐水抽滤、洗涤、烘干，包装，获得垃圾渗滤液处理专用复合微生物絮凝剂成品。下面通过效果实施例来进一步说明本发明的有益效果。效果实施例1实验室检测絮凝效果的模拟实验，考察实施例和常用絮凝剂效果。在IOOmL小烧杯中加入O. 2g高岭土，加入40mL蒸馏水，再加2mLl%CaCl2水溶液，添加絮凝剂，然后加水至50mL,用磁力搅拌器在200r/min快搅2min,再在80r/min慢搅3min，静置15min后，同时以不加菌的培养基的高岭土悬浊液为对照或以高岭土悬浊液为对照，用分光光度计在550nm处测定上清液的吸光度。
筛选菌种的絮凝效果以絮凝率来衡量，其计算公式为絮凝率(%) = (00°55。-(^55。)/ ODq55qX 100%，式中0D°55(I为原悬液吸光度；丨表示不同的静置沉淀时间ADi55tl为试剂加入后上清液吸光度。对比例1:常规市售聚合氯化铝。对比例2 :常规市售阴离子聚丙烯酰胺。对比例3 :非固化复合生物发酵液。对比例4 :单一胶冻样芽孢杆菌发酵液固化颗粒。表I实施例与不同类型絮凝剂絮凝性能比较
权利要求
1.一种复合微生物絮凝剂，其用于处理垃圾渗滤液，其特征在于，其包括胶冻样芽抱杆菌(Bacillus mucilaginosus)、枯草芽抱杆菌(Bacillus subtilis)、酿酒酵母菌 (Saccharomyces cerevisiae)和异生青霉菌(Penicillium diversum),在所述复合微生物絮凝剂中，微生物的总菌数为10亿/克以上，所述胶冻样芽孢杆菌的菌数占总菌数的百分比为30% 50%，所述枯草芽孢杆菌的菌数占总菌数的百分比为10% 25%，所述酿酒酵母菌的菌数占总菌数的百分比为20% 40%，所述异生青霉菌的菌数占总菌数的百分比为10% 20%O
2.如权利要求1所述的复合微生物絮凝剂，其特征在于，所述胶冻样芽孢杆菌为选自胶冻样芽孢杆菌菌株CGMCC1. 231、CGMCC1. 232和CICC23640的至少一种，所述枯草芽孢杆菌为选自枯草芽孢杆菌菌株CICC23585、CGMCC1. 1630中的至少一种，所述酿酒酵母菌为选自酿酒酵母菌菌株GM2. 39、CGMCC2. 599中的至少一种，所述的异生青霉菌为选异生青霉菌菌株CGMCC3. 5724，ATCC52210中的至少一种。
3.—种如权利要求1至2中任意一项所述的复合微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤第一步，放大培养分别将胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌和异生青霉菌进行放大液体培养， 按比例混合并发酵成生物发酵液,其混合比例为胶冻样芽孢杆菌的菌数占总菌数的百分比为30 50%，枯草芽孢杆菌的菌数占总菌数的百分比为10 25%，酿酒酵母菌的菌数占总菌数的百分比为20 40%，异生青霉菌的菌数占总菌数的百分比为10 20%，其中，微生物的总菌数为10亿/克以上；第二步，复合微生物絮凝剂固化对所述生物发酵液采用I 5nm空隙滤膜过滤浓缩形成浓缩发酵液，所述浓缩发酵液中的微生物菌体和絮凝大分子物质的质量达到所述浓缩发酵液的质量的5% 8% ；将所述浓缩发酵液与海藻酸钠以体积比为100 1. O 100 1. 5的比例充分混匀； 注射滴加到预先配制的O. 08 O. 15mol/L的氯化钙溶液中，海藻酸钠-浓缩发酵液混合液与氯化钙溶液的体积比为1: 3 1: 5，缓慢搅拌使海藻酸钠-浓缩发酵液混合液悬浮氯化钙溶液中，此时钠离子与钙离子相互置换，海藻酸钙逐渐硬化定型形成包埋颗粒，在氯化钙溶液中静止固化3 5小时；将包埋颗粒置于4 6g/L的壳聚糖溶液中进行成膜反应15 30min，包埋颗粒与壳聚糖溶液按照体积比为1: 2 1: 4比例配制；用生理盐水抽滤、洗涤，制得所述复合微生物絮凝剂。
4.如权利要求3所述的复合微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，在第一步中，还包括以下步骤将胶冻样芽孢杆菌经斜面活化后，接种于胶冻样芽孢杆菌的液体培养基中，28 32°C 培养96 120小时，制成胶冻样芽孢杆菌菌种液；将枯草芽孢杆菌经斜面活化后，接种于枯草芽孢杆菌的液体培养基中，28 37°C，培养48 72小时，制成枯草芽孢杆菌菌种液；将酿酒酵母菌经斜面活化后，接种于酿酒酵母菌的液体培养基中，28 32°C，培养 48 72小时，制成酿酒酵母菌种液；将异生青霉菌经斜面活化后，接种于异生青霉菌的液体培养基中，25 30°C，培养 48 96小时，制成异生青霉菌菌种液；对胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌和异生青霉菌的菌种液进行活菌计数， 将菌液混合配制成复合微生物菌液；将所述复合微生物菌液接种到复合发酵培养基上，在28 35 °C温度下，混合发酵48 72小时，白色絮状物，即为发酵完成形成所述生物发酵液。
5.如权利要求4所述的复合微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述胶冻样芽孢杆菌的液体培养基的配方是蔗糖O. 5%，硫酸镁O. 05%，碳酸钙O. 01%，磷酸氢二钠O. 2%，氯化铁O. 0005%，钾长石O. 05%及其余量为水，pH为7. O 7. 3，百分比是重量百分比。
6.如权利要求4所述的复合微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌的液体培养基的配方是大豆粉1. 5%，淀粉1%，酵母膏O. 2%，葡萄糖1%及其余量为水，pH 为6. 5，百分比是重量百分比。
7.如权利要求4所述的复合微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述酿酒酵母菌的液体培养基的配方是葡萄糖3%，牛肉膏3%，胰胨1. 5%，蛋白胨2%，乙酸钠O. 5%，柠檬酸铵O. 2%，硫酸镁O. 058%，硫酸锰O. 25%及余量为水组成，pH为6. 5，百分比是重量百分比。
8.如权利要求4所述的复合微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述异生青霉菌的液体培养基的配方是葡萄糖1%，麦芽粉O. 2%，酵母膏O. 2%，乙酸钠O. 5%及余量为水组成，pH为7. O,百分比是重量百分比。
9.如权利要求4所述的复合微生物絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述复合发酵培养基的配方是蜜糖20%、硫酸镁O. 2%、氯化铁O. 1%、硝酸钠2%、磷酸二氢钾2%、磷酸氢二钠O.5%、氯化铵2%，其余为水，pH为6. 5 7. 2，百分比是重量百分比。
10.一种如权利要求1至2中任意一项所述的复合微生物絮凝剂在垃圾渗滤液污水处理工艺中的应用，其特征在于，所述复合微生物絮凝剂和所述垃圾渗滤液污水的重量比为 I 500 1: 2000。
全文摘要
本发明公开了一种复合微生物絮凝剂及其制备方法与应用，所述复合微生物絮凝剂包括胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)和异生青霉菌(Penicillium diversum)，在所述复合微生物絮凝剂中，微生物的总菌数为10亿/克以上，所述胶冻样芽孢杆菌的菌数占总菌数的百分比为30%～50%，所述枯草芽孢杆菌的菌数占总菌数的百分比为10%～25%，所述酿酒酵母菌的菌数占总菌数的百分比为20%～40%，所述异生青霉菌的菌数占总菌数的百分比为10%～20%。本发明解决现有的垃圾渗滤液的高有机质、水质不稳定、氨氮含量偏高等技术问题，加快垃圾渗滤液中有机质降解和重金属的去除，降低污泥产量和废水回收成本。本发明还涉及所述复合微生物絮凝剂的制备方法与应用。
文档编号C12R1/865GK103013880SQ201210562120
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者李南华, 赵海泉, 曾苏, 胡子全, 李春燕, 沈超 申请人:江苏碧程环保设备有限公司