CN109055347A - 固定化微生物及其制备方法和在去除废水中氮磷的应用 - Google Patents

固定化微生物及其制备方法和在去除废水中氮磷的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109055347A
CN109055347A CN201810969971.5A CN201810969971A CN109055347A CN 109055347 A CN109055347 A CN 109055347A CN 201810969971 A CN201810969971 A CN 201810969971A CN 109055347 A CN109055347 A CN 109055347A
Authority
CN
China
Prior art keywords
immobilized microorganism
solution
sodium alginate
preparation
microorganism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810969971.5A
Other languages
English (en)
Inventor
郭俊元
陈诚
周明杰
简碧玉
许嘉劲
何山
韦靖
周育玉
羊锦润
安瑞
杨红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu University of Information Technology
Original Assignee
Chengdu University of Information Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu University of Information Technology filed Critical Chengdu University of Information Technology
Priority to CN201810969971.5A priority Critical patent/CN109055347A/zh
Publication of CN109055347A publication Critical patent/CN109055347A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/10—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a carbohydrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/14—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an inorganic carrier
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/105—Phosphorus compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Abstract

本发明属于包含微生物的废水处理技术领域，公开了一种固定化微生物及其制备方法和在去除废水中氮磷的应用，将海藻酸钠与水混合，搅拌，得到海藻酸钠溶液；将微生物悬浮液与所得的海藻酸钠溶液混合，得到混合溶液；向CaCl2溶液中加入壳聚糖，得到交联剂溶液；用注射器将混合溶液滴加到交联剂溶液中，形成白色球型颗粒，并在其中浸泡；取出白色球形颗粒，用生理盐水清洗3‑4次，自然风干，得到固定化微生物。在制备过程中，以海藻酸钠‑壳聚糖为载体，壳聚糖具有良好的生物相容性，且价格低廉，在降低固定化微生物制备成本的基础上，提高了固定化微生物的机械强度和对废水中氮磷的去除效率。

Description

固定化微生物及其制备方法和在去除废水中氮磷的应用
技术领域
本发明属于包含微生物的废水处理技术领域，尤其涉及一种固定化微生物及其制备方法和在去除废水中氮磷的应用。
背景技术
目前，业内常用的废水生物处理技术有如下劣势：在游离微生物中往往有菌体自由沉降困难、微生物密度不高等问题；在实际废水处理中往往有菌体易流失、固液分离难、处理效果差等问题。因此，微生物固定化技术引起研究者们广泛关注。微生物固定化技术是利用化学或物理的手段将游离的细胞或酶定位于限定的区域，使其保持活性并能反复利用的方法。微生物固定化技术可以同时处理废水中氮磷。其固定方法包括吸附法、包埋法、交联法和无载体固定法。其中包埋法和交联法比较常用。包埋法固定化微生物常用的载体是海藻酸钠、琼脂等，其对微生物活性影响比较小，成球容易等优点，但抗微生物分解能力差，机械强度较低，重复使用性能差。交联法常用的交联剂是戊二醛，聚乙烯醇等，该方法微生物结合强度高、稳定性好、环境容量好，但仍存在一定的不足，交联剂价格昂贵，对微生物活性影响较大，固定化时间较长。由于这些方法部分局限性，微生物固定化技术还未广泛应用于实际工程中。总之，在废水处理领域，固定化技术还不够完善，仍需进一步研究。然而随着经济和社会的发展，我国水体环境污染已经变成不可忽视的问题，尤其是水体的富营养化，水体富营养化已经成为我国环境可持续发展的重要限制因素之一。氮磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，促使水生植物旺盛生长，导致水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他水生生物大量死亡。针对水体的富营养化问题，传统的处理方法有物理化学法和生物法。虽然这些处理方法有一定效果，但存在一定的局限性。吹脱法去除氨氮的效果较好，操作简单，易于控制，但吹脱前需要加碱把废水的pH值调到11以上，吹脱后又需要加酸把pH调整到9以下，因此药剂量消耗较大，且所需空气量较大，动力消耗大，成本高。化学沉淀法不受温度限制，操作简单，去除率高，形成的产物可用作复合肥料用于农业生产，实现废物利用，但缺点是所加药剂价格较高，而可作为化肥的产物价格低，且投加量过大时，产生过多的污泥，引入的药剂易造成二次污染，处理成本偏高。折点加氯法处理效果稳定，通过适当控制可使去除率达到80％以上，但运行费用高，液氯安全使用和贮存要求高，副产物会造成二次污染。而传统的生物处理氨氮废水存在的主要问题是硝化反硝化所需时间较长，硝化过程所需的氧气量较大，曝气时间长，反硝化过程复杂，有时排放水中仍残留NO2 -、NO3 -，同样会造成环境污染，且氨氮浓度较高时，必须增加回流比稀释原废水，同时增加大量氧气和碳源，使成本增加。
综上所述，现有技术存在的问题是：传统处理水体氮磷方法成本高，治理费用昂贵，容易造成二次污染。
解决上述技术问题的难度和意义：传统物化法药剂投加量大、成本高、易产生二次污染物，传统生物法处理周期长、占地面积大、运行费用高。因此，开发一种微生物固定化技术处理废水中的氮磷具有非常重要的意义。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种固定化微生物及其制备方法和在去除废水中氮磷的应用技术。
本发明是这样实现的，一种固定化微生物，所述固定化微生物为耐受氮磷的微生物。
本发明的另一目的在于提供一种所述固定化微生物的制备方法，所述固定化微生物的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将海藻酸钠与水混合，搅拌，得到海藻酸钠溶液；
步骤二，将微生物悬浮液与步骤一所得的海藻酸钠溶液混合，得到混合溶液；
步骤三，向CaCl2溶液中加入壳聚糖，得到交联剂溶液；
步骤四，用注射器将步骤二的混合溶液滴加到交联剂溶液中，形成白色球型颗粒，并在其中浸泡；取出白色球形颗粒，用生理盐水清洗3-4次，自然风干，得到固定化微生物。
进一步，所述步骤一中海藻酸钠与水的质量体积比为0.2％-1.6％。
进一步，所述步骤二中的微生物是指由活性污泥中筛选得到的耐受氮磷的微生物。
进一步，所述步骤三中CaCl2溶液中CaCl2与水的质量体积比为1％-2％。
进一步，所述步骤三中壳聚糖与CaCl2溶液的质量体积比为0.2％-1％。
进一步，所述步骤四中白色球型颗粒在交联剂中浸泡时间为20-60min。
本发明的另一目的在于提供一种所述固定化微生物在去除废水中氮磷的应用技术。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：在制备过程中，以海藻酸钠-壳聚糖为载体，壳聚糖具有良好的生物相容性，价格低廉，在降低试验成本的基础上，提高了对废水中氮磷的去除效率。主要技术效果见表1。
表1
附图说明
图1是本发明实施例提供的固定化微生物的制备方法流程图。
具体实施方式
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。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的固定化微生物的制备方法包括以下步骤：
S101:将海藻酸钠与水混合，搅拌一定时间，得到均匀海藻酸钠溶液；
S102:将微生物悬浮液与步骤S101所得的溶液按比例混合，得到混合溶液；
S103:向CaCl2溶液中加入壳聚糖，得到交联剂溶液；
S104:用注射器将步骤S102的混合溶液滴加到交联剂溶液中，形成白色球型颗粒，并在其中浸泡一定时间；取出白色球形颗粒，用生理盐水清洗3-4次，自然风干，得到固定化微生物。
本发明实施例提供的海藻酸钠与水的质量体积比为0.2％-1.6％。
本发明实施例提供的微生物是指由活性污泥中筛选得到的微生物，是耐受氮磷的微生物。
本发明实施例提供的CaCl2溶液中CaCl2与水的质量体积比为1％-2％。
本发明实施例提供的壳聚糖与CaCl2溶液的质量体积比为0.2％-1％。
本发明实施例提供的白色球型颗粒在交联剂中浸泡时间为20-60min。
下面结合具体实施例对本发明的应用效果作详细的描述。
实施例1
本发明实施例提供的固定化微生物的制备方法包括以下步骤：
(1)按0.6％的质量体积比将海藻酸钠与50mL去离子水混合，缓慢搅拌至全部溶解，得到海藻酸钠溶液。
(2)筛选功能菌：将活性污泥通过沉淀过滤得到含水率较少的污泥，然后取少量污泥放于氨氮浓度为0.2g/L的液体培养基中形成污泥溶液，于30℃、180r/min的恒温振荡培养箱中培养，2天后静置沉降，用无菌移液管移取一部分上清液，转入同浓度的新鲜液体培养基中，相同条件下再次培养，重复三次。按照上述步骤，将获得的上清液依次转入氨氮浓度为0.4g/L、0.6g/L、0.8g/L、1g/L的培养基中。最后取连续培养后的培养液，用涂布稀释法将其涂于固态培养基中达到分离纯化的效果。
(3)取一小环步骤(2)中筛选的功能菌至100mL新鲜液体培养基中，在30℃、150r/min的气浴恒温摇床上培养2天，离心分离得到湿菌体悬浮于2mL蒸馏水中，与步骤(1)溶液相混合，得到混合溶液；
(4)将0.3g壳聚糖加入到100mL质量体积比为2％的CaCl2溶液中，得到交联剂溶液；
(5)用医用注射器将步骤(3)的混合溶液滴加到交联剂溶液中，形成白色球型颗粒，并在其中浸泡20min；取出白色球形颗粒，用生理盐水清洗3-4次，自然风干，得到固定化功能菌。
实施例2
本发明实施例提供的固定化微生物的制备方法包括以下步骤：
(1)按0.8％的质量体积比将海藻酸钠与50mL去离子水混合，缓慢搅拌至全部溶解，得到海藻酸钠溶液；
(2)筛选功能菌：将活性污泥通过沉淀过滤得到含水率较少的污泥，然后取少量污泥放于氨氮浓度为0.2g/L的液体培养基中形成污泥溶液，于30℃、180r/min的恒温振荡培养箱中培养，2天后静置沉降，用无菌移液管移取一部分上清液，转入同浓度的新鲜液体培养基中，相同条件下再次培养，重复三次。按照上述步骤，将获得的上清液依次转入氨氮浓度为0.4g/L、0.6g/L、0.8g/L、1g/L的培养基中。最后取连续培养后的培养液，用涂布稀释法将其涂于固态培养基中达到分离纯化的效果。
(3)取一小环步骤(2)中筛选的功能菌至100mL新鲜液体培养基中，在30℃、150r/min的气浴恒温摇床上培养2天，离心分离得到湿菌体悬浮于2mL蒸馏水中，与步骤(1)溶液相混合，得到混合溶液；
(4)将0.2g壳聚糖加入到100mL质量体积比为2％的CaCl2溶液中，得到交联剂溶液；
(5)用医用注射器将步骤(3)的混合溶液滴加到交联剂溶液中，形成白色球型颗粒，并在其中浸泡30min；取出白色球形颗粒，用生理盐水清洗3-4次，自然风干，得到固定化功能菌。
下面结合试验对本发明的应用效果作详细的描述。
试验1
针对实施例1的固定化微生物
(1)在250mL锥形瓶中加入15g实施例1的固定化脱氮菌小球和100mL氨氮浓度为76mg/L、磷浓度为83.06mg/L的废水；
(2)于25℃、200r/min下水浴振荡，5d后取样检测废水中氨氮、磷的含量；
(3)取出固定化功能菌小球，用蒸馏水清洗干净，称重，计算回收率。
结果，本发明实施例1制备的固定化功能菌小球对氨氮、磷降解试验取得了较好的效果，去除率分别达到60.50％、99.96％，回收率为52.16％。
试验2
针对实施例2的固定化微生物
(1)在250mL锥形瓶中加入15g实施例1的固定化脱氮菌小球和100mL氨氮浓度为76mg/L、磷浓度为83.06mg/L的废水；
(2)于25℃、200r/min下水浴振荡，5d后取样检测废水中氨氮、磷的含量；
(3)取出固定化功能菌小球，用蒸馏水清洗干净，称重，计算回收率。
结果，本发明实施例2制备的固定化功能菌小球对氨氮、磷降解试验取得了较好的效果，去除率分别达到91.15％、97.52％，回收率为67.43％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种固定化微生物，其特征在于，所述固定化微生物为耐受氮磷的微生物。
2.一种如权利要求1所述固定化微生物的制备方法，其特征在于，所述固定化微生物的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将海藻酸钠与水混合，搅拌，得到海藻酸钠溶液；
步骤二，将微生物悬浮液与步骤一所得的海藻酸钠溶液混合，得到混合溶液；
步骤三，向CaCl2溶液中加入壳聚糖，得到交联剂溶液；
步骤四，用注射器将步骤二的混合溶液滴加到交联剂溶液中，形成白色球型颗粒，并在其中浸泡；取出白色球形颗粒，用生理盐水清洗3-4次，自然风干，得到固定化微生物。
3.如权利要求2所述的固定化微生物的制备方法，其特征在于，所述步骤一中海藻酸钠与水的质量体积比为0.2％-1.6％。
4.如权利要求2所述的固定化微生物的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的微生物是指由活性污泥中筛选得到的耐受氮磷的微生物。
5.如权利要求2所述的固定化微生物的制备方法，其特征在于，所述步骤三中CaCl2溶液中CaCl2与水的质量体积比为1％-2％。
6.如权利要求2所述的固定化微生物的制备方法，其特征在于，所述步骤三中壳聚糖与CaCl2溶液的质量体积比为0.2％-1％。
7.如权利要求2所述的固定化微生物的制备方法，其特征在于，所述步骤四中白色球型颗粒在交联剂中浸泡时间为20-60min。
8.一种如权利要求1所述固定化微生物在去除废水中氮磷的应用。
CN201810969971.5A 2018-08-24 2018-08-24 固定化微生物及其制备方法和在去除废水中氮磷的应用 Pending CN109055347A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810969971.5A CN109055347A (zh) 2018-08-24 2018-08-24 固定化微生物及其制备方法和在去除废水中氮磷的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810969971.5A CN109055347A (zh) 2018-08-24 2018-08-24 固定化微生物及其制备方法和在去除废水中氮磷的应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109055347A true CN109055347A (zh) 2018-12-21

Family

ID=64756710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810969971.5A Pending CN109055347A (zh) 2018-08-24 2018-08-24 固定化微生物及其制备方法和在去除废水中氮磷的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109055347A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110002526A (zh) * 2019-02-25 2019-07-12 钱兴 一种长效除磷填料的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102351320A (zh) * 2011-07-01 2012-02-15 李朝霞 应用于生物流化床的新型生物微胶囊制备方法
CN104030457A (zh) * 2014-05-21 2014-09-10 东莞市华中生物科技有限公司 应用微生物填料的净化富养水方法及流化床
CN107365717A (zh) * 2016-05-11 2017-11-21 沈阳市现代三川生物技术研究所 一种光合细菌的制备方法
CN108018280A (zh) * 2017-12-04 2018-05-11 博天环境集团股份有限公司 一种微生物缓释载体的构建方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102351320A (zh) * 2011-07-01 2012-02-15 李朝霞 应用于生物流化床的新型生物微胶囊制备方法
CN104030457A (zh) * 2014-05-21 2014-09-10 东莞市华中生物科技有限公司 应用微生物填料的净化富养水方法及流化床
CN107365717A (zh) * 2016-05-11 2017-11-21 沈阳市现代三川生物技术研究所 一种光合细菌的制备方法
CN108018280A (zh) * 2017-12-04 2018-05-11 博天环境集团股份有限公司 一种微生物缓释载体的构建方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
傅海燕等: "3种载体固定化菌藻共生***脱氮除磷效果的对比", 《环境工程学报》 *
牛曼: "壳聚糖—海藻酸钠固定化藻菌处理高浓度有机废水的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
王佳: "固定化藻菌的小球浓度对模拟生活污水脱氮除磷效果的影响", 《水资源保护》 *
齐素芳: "复合载体固定化硝化细菌去除水体中氨氮的研究", 《广东工业大学学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110002526A (zh) * 2019-02-25 2019-07-12 钱兴 一种长效除磷填料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109956563B (zh) 一种高效好氧反硝化聚磷菌固定化小球的制备方法及其应用
CN107082489B (zh) 一种地下水中锰和硝酸盐同步去除方法
CN108101228A (zh) 一种废水处理微生物菌剂
CN102392011A (zh) 一种提高人工湿地脱氮效率的固定化细菌制备方法及应用
CN101812440A (zh) 用于降解氨氮的硝化细菌载体及其制备方法
CN104528947B (zh) 一种用于污水处理的改性生物酶木炭填料
CN109455828B (zh) 一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法
CN103614360A (zh) 一种复合型包埋剂固定用于抑制藻类的光合细菌的固定方法
CN105734042B (zh) 一种光催化型固定化脱氮除磷颗粒的制备方法
Sarkheil et al. Application of alginate-immobilized microalgae beads as biosorbent for removal of total ammonia and phosphorus from water of African cichlid (Labidochromis lividus) recirculating aquaculture system
CN111977800A (zh) 一种利用固定化小球藻和海洋红酵母处理污水的方法及应用
CN115304169A (zh) 一种菌藻共生体系及其处理生活污水的方法和装置
CN104291444B (zh) 一种接触水解-藻类微曝气复合污水处理***及方法
CN108913623A (zh) 一种硫自养反硝化菌固定化颗粒的制备方法
CN109055347A (zh) 固定化微生物及其制备方法和在去除废水中氮磷的应用
CN113213694A (zh) 一种用于污水处理的微生物载体***及工艺方法
CN110964713A (zh) 用于黑臭水体去除氨氮的固定化微生物颗粒的制备方法
CN109052650B (zh) 一种固定化微藻水质调控剂的制备
CN103508564A (zh) 一种包埋固定化微生物深度脱氮反应器装置和方法
CN109486723A (zh) 一种降解水体中氨氮的微生物菌及其应用
CN105174653A (zh) 垃圾填埋场的污水处理工艺和***
CN207405027U (zh) 一种医药废水处理***
CN110182968A (zh) 一种用于黑臭水体治理的固定化微生物颗粒及其制备方法以及应用方法
CN105174461A (zh) 用于乳品废水的填料挂膜污水处理工艺和***
CN110272843A (zh) 一种用于处理猪场粪污水的复合菌剂及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181221

RJ01 Rejection of invention patent application after publication