[发明专利]一种去除水中内分泌干扰物的固定化微生物反应器

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域的一种去除水中内分泌干扰物的固定化微生物反应器。具体涉及应用固定化微生物颗粒的生物降解作用，通过调节反应器中固定化微生物颗粒的填充比例、反应器进水流速等条件达到水中目标内分泌干扰物的连续、高效去除。

背景技术

内分泌干扰物（Endocrine Disrupting Chemicals， EDCs）又称为环境激素，作为新兴有机污染物中一类主要污染物质，由于其在低浓度条件下造成水生生物生殖系统异常等现象近年来引起了广泛关注(Jobling, Nolan et al. 1998 Environmental science and technology 32(17): 2498-2506)。污水处理设施中未被有效去除的内分泌干扰物残留物质随出水排放至环境，这一过程被认为是水环境中内分泌干扰物的主要污染来源。相关研究表明部分饮用水源也受到不同程度的内分泌干扰物的污染。所以提高污水处理设施的内分泌干扰物的去除效率成为了控制环境中内分泌干扰物污染的关键。污水处理设施中常见的内分泌干扰物处理技术主要包括：物理吸附、生物降解、膜过滤以及高级氧化(高乃云，2010，水中内分泌干扰物处理技术与原理, 中国建筑工业出版社)。在这其中生物降解被认为是污水处理过程中内分泌干扰物去除的主要机制(Yu, Deeb et al. 2013, Chemosphere91(9): 1225-1235)，活性污泥中的部分特异性菌株可以利用内分泌干扰物合成自身生长所需的物质。然而这一类菌群通常具有生长缓慢，生物量低和易随着污泥回流与排出过程而流失的特点，从而限制了污水处理设施的内分泌干扰物的去除效率。

固定化微生物技术作为生物强化的一种有效手段，能够将微生物尤其是具有特殊功能的微生物高密度的聚集在固定化载体上，在适宜培养条件下能够达到快速、大量扩增生物量的效果。近年来固定化微生物技术应用于废水处理，尤其在难降解物质和高难度工业废水的处理中表现良好。固定化微生物的制备方法包括：吸附法、交联法和包埋法，其中以包埋法最为常见。常见的包埋载体可分为天然载体和人工合成载体两大类，其中海藻酸钠、聚乙烯醇等载体被广泛应用。然而包埋载体的机械强度、传质效率依然制约着固定化微生物的重复使用时间和生物效率。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种去除水中内分泌干扰物的固定化微生物反应器。

本发明提供的去除水中内分泌干扰物的固定化微生物反应器，由进水池 1 、进水泵 2 、曝气池 3 、进水口 4 、曝气石 5 、填充室 6 、多孔隔板 7 、多孔顶盖 8 、固定化微生物颗粒 9 、空气泵 10 、气体流量计 11 、出水口 12 和出水池 13 组成；其特征在于进水池 1 通过进水泵 2 和曝气池 3 右侧下方进水口 4 连接，曝气池 3 底部设有曝气石 5 ，曝气池 3 内部设有填充室 6 ，填充室 6 底部为多孔隔板 7 ，多孔隔板 7 与曝气室 3 内壁焊接固定，填充室 6 上部为多孔顶盖 8 通过橡胶塞与曝气池顶端相连，填充室 7 内部由固定化微生物颗粒 9 填充，空气泵 10 通过气体流量计 11 连接曝气石 5 ，填充室 7 上部左侧方出水口 12 由管道连接出水池 13 进行溢流式出水。

上述去除水中内分泌干扰物的反应器中，所述曝气池 3 为圆柱形，其材质与所述多孔隔板 7 和多孔顶盖 8 材质相同，为单层玻璃、不锈钢和聚氯乙烯中的至少一种，其体积为500～2000 mL；

所述填充室 6 的体积为曝气池 3 体积的50%～80%；

所述填充室 6 ，其特征在于：填充过程通过移除多孔顶盖 8 ，填充固定化微生物颗粒 9 后再次加载多孔顶盖完成，其大小通过多孔顶盖的放置位置高低来调节。

所述反应器进水方式为连续、恒流速进流，进水流速为12～38 mL/h。

所述的固定化微生物颗粒 9 ，其制作过程包括：

（1）生长培养基R2A富集培养内分泌干扰物降解菌 14 ，浓缩后制成降解菌菌液；

（2）降解菌菌液与三乙酸纤维素混合均匀制成固定化微生物混合液；

（3）固定化微生物混合液在玻璃培养皿中风干硬化后制备成粒径为 2～10mm的固定化微生物颗粒 9 ；