[发明专利]固定化微生物批量制备的方法

说明书

本发明公开了一种固定化微生物批量制备的方法。所述方法先加热将聚乙烯醇充分溶解在水中，继续加入海藻酸钠和二氧化硅并充分溶解，得到PVA‑SA水凝胶溶液，再将微生物硝化菌剂与PVA‑SA水凝胶溶液充分搅拌混合，最后将混合物滴入到硼酸与硫酸铝配置的交联剂中，得到固定化微生物。本发明使用机械设备对固定化微生物进行批量制备，确定了合适的固定化微生物配方及生产中的控制因素，保证了批量制作中性能和生产的稳定性，推动包埋固定化微生物技术在工业化中的运用和发展。

技术领域

本发明属于废水处理领域，涉及一种固定化微生物制备的方法。

背景技术

微生物的固定化技术是环境领域的一项新兴技术，是指通过化学或物理方法将游离的微生物固定在有限空间的手段。固定化微生物技术是将微生物包埋在膜或聚合物的内部，具有比表面积大、容积负荷高、接触充分均匀、抗冲击能力强、压损低、带出系统生物量少等优点，在处理重金属废水、含油废水、氨氮废水、垃圾渗滤液等领域有着广泛的研究。

在目前的研究中，固定化微生物的制备和运用基本处于实验室阶段，很少有较大规模的生产和运用。实验室的少量制备时容易受外界环境影响，制备中由于黏性物质的存在有着较大的系统浓度误差，交联的过程中操作人员的交联手法也是重要影响因素。固定化微生物在实验室制备中，PVA-硫酸盐法为较好的配方，其制备条件为：PVA浓度 12％、硫酸钠浓度为0.5mol/L，包埋对象为活性污泥，在含2％氯化钙的饱和硼酸中交联1h，硫酸钠溶液中交联4h(茆云汉，环境科学学报，聚乙烯醇固定化微生物新方法的研究)。在此方法中，PVA使用量较大不够经济，选用的活性污泥为包埋目标，难以实现批量制备，且使用一个月后出现机械强度和活性的降低的问题，为此需要探究更合适的包埋方法。

目前实验室制备的固定化微生物，使用的材料配方有许多种，但由于规模小和实验室制备操作相对细腻，基本难以满足机械化的批量制备。因此，需要寻找一种新型配料和制备方法来满足包埋固定化微生物的批量制备。

发明内容

为解决实验室固定化微生物制备不稳定，不能批量制备的问题，本发明提供一种固定化微生物批量制备的方法，通过控制聚乙烯醇的浓度、饱和硼酸溶液的浓度等关键因素，首次实现固定化微生物的批量制备。

本发明的技术解决方案为：

固定化微生物批量制备的方法，具体步骤如下：

步骤1，将聚乙烯醇(PVA)在90℃～100℃下溶于水中，依次加入海藻酸钠(SA)和二氧化硅(SiO₂)，搅拌使其充分溶解，得到PVA-SA水凝胶溶液，冷却至室温，其中聚乙烯醇为水质量的5％～6％；

步骤2，将粉末态硝化菌剂与PVA-SA水凝胶溶液混合，40～55r/min搅拌使其混合均匀；

步骤3，将步骤2中的混合物滴入到温度在20℃以上、含0.5％～10％硫酸铝的饱和硼酸溶液中，搅拌使其固化成球，在1～10℃下固化交联；

步骤4，交联结束后，将固定化微生物水洗，烘干，得到包埋固定化微生物。

步骤1中，所述的海藻酸钠为水的质量的0.4％～0.7％，所述的二氧化硅为水的质量的0.4％～0.7％，为保证PVA-SA能溶解充分，PVA在90～100℃的水中溶解1～2h，然后加入SA和SiO₂并继续加热0.5～1h。。

步骤2中，所述的粉末态硝化菌剂与PVA-SA水凝胶的质量比为0.01:1～0.1:1。

步骤2中，所述的搅拌时间为10～20min。

步骤3中，所述的混合物与硫酸铝的饱和硼酸溶液的质量比为1:2～1:10。

步骤3中，所述的固化时间为12～36h。