减量活性污泥的固定化颗粒的制备方法.pdf

一种减量活性污泥的固定化颗粒的制备方法，将菌株对应的发酵液按如下重量比例混匀：枯草芽孢杆菌∶蜡样芽胞杆菌∶巨大芽孢杆菌∶地衣芽孢杆菌∶短小芽孢杆菌为4-6∶4-6∶6-9∶5-7∶4；将上述混合菌液通过喷雾干燥制成菌粉；采用PVA-饱和硼酸法制备固定化颗粒。通过采用固定化的方法，将污泥高效降解菌株包埋起来，不仅可大幅度提高参加反应的污泥降解菌株浓度，使菌株在污泥降解中不易流失和染化、使其作用时间更长、抗毒和耐受力明显增加，而且固液分离容易，二次污染少。

1.  一种减量活性污泥的固定化颗粒的制备方法，包括以下步骤：
1)将筛选得到的污泥降解菌株，包括枯草芽孢杆菌、蜡样芽胞杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌分别置于摇床培养制成发酵液；
将上述各菌株对应的发酵液按如下重量比例混匀∶枯草芽孢杆菌∶蜡样芽胞杆菌∶巨大芽孢杆菌∶地衣芽孢杆菌∶短小芽孢杆菌为4-6∶4-6∶6-9∶5-7∶4；
2)将上述混合菌液通过喷雾干燥制成菌粉，喷雾干燥的工艺条件控制为：干燥器进口温度175℃-190℃，出口温度80-90℃，雾化器转速200-220rpm，进料速度控制为30-50ml/min；
3)将上述制备菌粉采用PVA-饱和硼酸法制备固定化颗粒，其制备方法为：称取80g聚乙烯醇溶于1000ml水中，经水浴加热充分溶解后，冷却至30℃-40℃，此时按10g/L的添加浓度加入上述菌粉，同时加入0.02％的海藻酸钠以及4％二氧化硅，充分搅拌混匀；
配置饱和硼酸溶液，调节其PH6.5-7.0，滴加上述混匀液，形成固定化小球，其颗粒半径为2-5mm，将形成的固定化小球于4℃的低温环境硬化1-2天，用生理盐水洗涤3-5次即制备完成。

2.  根据权利要求1所述的减量活性污泥的固定化颗粒的制备方法，其特征在于：菌株发酵液的培养方法为：
种子培养：将对应菌种斜面接种于种子培养基，于35～37℃，转速200～220rpm培养1～2天；
种子培养基的组成：牛肉膏0.5％、氯化钠0.5％、牛肉膏1％，其余以蒸馏水补齐，PH调节范围为7.2～7.4；
发酵培养：发酵培养基组分与种子培养基相同，将种子液按接种量1～2％接入发酵培养基，于35～37℃，转速200～220rpm，恒温培养8～12h，发酵液浓度OD₆₀₀达到0.8～1，得发酵液。

3.  根据权利要求1或2所述的减量活性污泥的固定化颗粒的制备方法，其特征在于：各菌株对应的发酵液按如下重量比例混匀∶枯草芽孢杆菌∶蜡样芽胞杆菌∶巨大芽孢杆菌∶地衣芽孢杆菌∶短小芽孢杆菌为5∶5∶8∶6∶4。

减量活性污泥的固定化颗粒的制备方法
技术领域
本发明涉及环保应用的技术领域，具体说是一种减量活性污泥的固定化颗粒的制备方法。
背景技术
活性污泥法目前在是目前应用最为广泛的污水处理技术，其在保证污水处理水质的前提下，产生了大量含水率较高(约80％)的剩余活性污泥，污水处理厂目前全国运营的污水处理厂大多采用机械脱水的方式对其进行处理后加以填埋，且无后续特殊处理方式，且处理工业废水后的活性污泥中包含有大量重金属离子和有毒有害物质，通过渗滤和挥发极易对环境造成严重影响。
目前针对活性污泥的减量处理方式众多，生物法减量剩余活性污泥具有二次污染少，经济效益高，设备适应性好等特点，逐渐成为污泥减量技术的研究热点和发展方向。
现有生物法减量活性污泥大多涉及酶制剂的应用以及高效微生物菌剂的制备，酶制剂的应用很有局限性且价格昂贵，高效微生物菌剂在污泥减量处理过程中极易流失，且前期启动时间长，又需反复补料投加和反复工艺调试以发挥其功能，因而成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种减量活性污泥的固定化颗粒的制备方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
本发明的减量活性污泥的固定化颗粒的制备方法，包括以下步骤：
1)将筛选得到的污泥降解菌株，包括枯草芽孢杆菌、蜡样芽胞杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌分别置于摇床培养制成发酵液；
将上述各菌株对应的发酵液按如下重量比例混匀：枯草芽孢杆菌：蜡样芽胞杆菌：巨大芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：短小芽孢杆菌为4-6∶4-6∶6-9∶5-7∶4；
2)将上述混合菌液通过喷雾干燥制成菌粉，喷雾干燥的工艺条件控制为：干燥器进口温度175℃-190℃，出口温度80-90℃，雾化器转速200-220rpm，进料速度控制为30-50ml/min；
3)将上述制备菌粉采用PVA-饱和硼酸法制备固定化颗粒，其制备 方法为：称取80g聚乙烯醇溶于1000ml水中，经水浴加热充分溶解后，冷却至30℃-40℃，此时按10g/L的添加浓度加入上述菌粉，同时加入0.02％的海藻酸钠以及4％二氧化硅，充分搅拌混匀；
配置饱和硼酸溶液，调节其PH6.5-7.0，滴加上述混匀液，形成固定化小球，其颗粒半径为2-5mm，将形成的固定化小球于4℃的低温环境硬化1-2天，用生理盐水洗涤3-5次即制备完成。
本发明还可以采用以下技术措施：
所述的菌株发酵液的培养方法为：
种子培养：将对应菌种斜面接种于种子培养基，于35～37℃，转速200～220rpm培养1～2天；
种子培养基的组成：牛肉膏0.5％、氯化钠0.5％、牛肉膏1％，其余以蒸馏水补齐，PH调节范围为7.2～7.4；
发酵培养：发酵培养基组分与种子培养基相同，将种子液按接种量1～2％接入发酵培养基，于35～37℃，转速200～220rpm，恒温培养8～12h，发酵液浓度OD₆₀₀达到0.8～1，得发酵液。
上述各菌株对应的发酵液按如下重量比例混匀：枯草芽孢杆菌，蜡样芽胞杆菌：巨大芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：短小芽孢杆菌为5∶5∶8∶6∶4。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明的减量活性污泥的固定化颗粒的制备方法中，采用了固定化的方法，将污泥高效降解菌株包埋起来，不仅可大幅度提高参加反应的污泥降解菌株浓度，使菌株在污泥降解中不易流失和染化、使其作用时间更长、抗毒和耐受力明显增加，而且固液分离容易，二次污染少。在固定化颗粒的制备过程中加入海藻酸钠和二氧化硅能够改善包埋颗粒的成球性能和机械强度等特性指标；而在在PH中性条件下固定，可减少固定化颗粒活性损失；控制固化颗粒的半径，以利于共与处理过程中污泥的充分接触。
具体实施方式
本发明的减量活性污泥的固定化颗粒的制备方法，包括以下步骤：
1)将筛选得到的污泥降解菌株，包括枯草芽孢杆菌、蜡样芽胞杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌分别置于揺床培养制成发酵液；
将上述各菌株对应的发酵液按如下重量比例混匀：枯草芽孢杆菌：蜡样芽胞杆菌：巨大芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：短小芽孢杆菌为4-6∶4-6∶6-9∶5-7∶4；
2)将上述混合菌液通过喷雾干燥制成菌粉，喷雾干燥的工艺条件控制为：干燥器进口温度175℃-190℃，出口温度80-90℃，雾化器转速200-220rpm，进料速度控制为30-50ml/min；
3)将上述制备菌粉采用PVA-饱和硼酸法制备固定化颗粒，其制备方法为：称取80g聚乙烯醇溶于1000ml水中，经水浴加热充分溶解后，冷却至30℃-40℃，此时按10g/L的添加浓度加入上述菌粉，同时加入0.02％的海藻酸钠以及4％二氧化硅，充分搅拌混匀；
配置饱和硼酸溶液，调节其PH6.5-7.0，滴加上述混匀液，形成固定化小球，其颗粒半径为2-5mm，将形成的固定化小球于4℃的低温环境硬化1-2天，用生理盐水洗涤3-5次即制备完成。
上述菌株发酵液的培养方法为：
种子培养：将对应菌种斜面接种于种子培养基，于35～37℃，转速200～220rpm培养1～2天；
种子培养基的组成：牛肉膏0.5％、氯化钠0.5％、牛肉膏1％，其余以蒸馏水补齐，PH调节范围为7.2～7.4；
发酵培养：发酵培养基组分与种子培养基相同，将种子液按接种量1～2％接入发酵培养基，于35～37℃，转速200～220rpm，恒温培养8～12h，发酵液浓度OD₆₀₀达到0.8～1，得发酵液。
以下通过实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
1)将各菌株对应的发酵液按如下重量比例混匀：枯草芽孢杆菌：蜡样芽胞杆菌：巨大芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：短小芽孢杆菌为4∶4∶6∶5∶4；
2)将上述混合菌液通过喷雾干燥制成菌粉，喷雾干燥的工艺条件控制为：干燥器进口温度175℃-190℃，出口温度80-90℃，雾化器转速200-220rpm，进料速度控制为30-50ml/min；
3)将上述制备菌粉采用PVA-饱和硼酸法制备固定化颗粒，其制备方法为：称取80g聚乙烯醇溶于1000ml水中，经水浴加热充分溶解后，冷却至30℃，此时按10g/L的添加浓度加入上述菌粉，同时加入0.02％的海藻酸钠以及4％二氧化硅，充分搅拌混匀；
配置饱和硼酸溶液，调节其PH6.5-7.0，滴加上述混匀液，形成固定化小球，其颗粒半径为2mm，将形成的固定化小球于4℃的低温环境硬化1天，用生理盐水洗涤3次即制备完成。
实施例2：
1)将各菌株对应的发酵液按如下重量比例混匀：枯草芽孢杆菌：蜡 样芽胞杆菌：巨大芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：短小芽孢杆菌为6∶6∶9∶7∶4；
2)将上述混合菌液通过喷雾干燥制成菌粉，喷雾干燥的工艺条件控制为：干燥器进口温度175℃-190℃，出口温度80-90℃，雾化器转速200-220rpm，进料速度控制为30-50ml/min；
3)将上述制备菌粉采用PVA-饱和硼酸法制备固定化颗粒，其制备方法为：称取80g聚乙烯醇溶于1000ml水中，经水浴加热充分溶解后，冷却至40℃，此时按10g/L的添加浓度加入上述菌粉，同时加入0.02％的海藻酸钠以及4％二氧化硅，充分搅拌混匀；
配置饱和硼酸溶液，调节其PH6.5-7.0，滴加上述混匀液，形成固定化小球，其颗粒半径为5mm，将形成的固定化小球于4℃的低温环境硬化2天，用生理盐水洗涤5次即制备完成。
实施例3：
1)将各菌株对应的发酵液按如下重量比例混匀：枯草芽孢杆菌：蜡样芽胞杆菌：巨大芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：短小芽孢杆菌为5∶5∶8∶6∶4；
2)将上述混合菌液通过喷雾干燥制成菌粉，喷雾干燥的工艺条件控制为：干燥器进口温度175℃-190℃，出口温度80-90℃，雾化器转速200-220rpm，进料速度控制为30-50ml/min；
3)将上述制备菌粉采用PVA-饱和硼酸法制备固定化颗粒，其制备方法为：称取80g聚乙烯醇溶于1000ml水中，经水浴加热充分溶解后，冷却至35℃℃，此时按10g/L的添加浓度加入上述菌粉，同时加入0.02％的海藻酸钠以及4％二氧化硅，充分搅拌混匀；
配置饱和硼酸溶液，调节其PH6.5-7.0，滴加上述混匀液，形成固定化小球，其颗粒半径为4mm，将形成的固定化小球于4℃的低温环境硬化42天，用生理盐水洗涤4次即制备完成。
取实施例3所得到的减量活性污泥的固定化颗粒应用于实验组以进行污泥减量对比实验：
实验对比结果1：
在实验室规模条件下进行河道原位处理模拟实验，取浓度为20g/L污泥1L加入2L烧杯中，安装曝气泵进行好氧处理，连续处理7d，沉降30min后取上清液测定空白组与实验组COD变化，以及污泥减量效果，结果表明实验组相对与空白组污泥减量达到30％左右，COD两者无明显差异，说明固定化颗粒在实现污泥减量的过程中未对水体造成污染，且通过观察发现，处理过程中固定化颗粒外观完整，无明显膨胀，处理效 果良好。
实验对比结果2：
模拟污水处理厂回流段工艺流程，取浓度为20g/L污泥100ml加入250ml挡板瓶中，于摇床条件80rpm/min，25℃下进行对照试验，每组设有三组平行试验，处理72h后进行检测，沉降30min后取上清液测定空白组与实验组COD变化，以及污泥减量效果，结果表明实验组相对与空白组污泥减量达到10-15％左右，COD两者无明显差异，其效果低于曝气的原因可能在于缺氧使得高效降解菌株中的好氧菌群活性变差，但是其减量效果依然存在，说明固定化颗粒效果针对不同工艺条件效果良好。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。