一種處理氨氮廢水的氨氮降解菌固定化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種處理氨氮廢水的氨氮降解菌固定化 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氨氮廢水主要來源于石油化工、煤氣化、冶金、油漆、鞣革、顏料、化肥、煉焦等工業(yè) 廢水。氨氮廢水直接排入河流中，會引起水體富營養(yǎng)化，造成藻類及其他浮游生物快速繁 殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，造成魚類等其他生物因缺氧而大量死亡。當(dāng)水中的氨氮 以氧化物亞硝態(tài)氮存在時，能使動物的抵抗力下降，破壞紅血球，造成血液的供氧能力喪 失，并且亞硝態(tài)氮還會引起動物的肝、脾臟和腎臟的功能減弱。因此，需要嚴(yán)格控制氨氮廢 水中氨氮的排放量。
[0003] 目前，利用微生物技術(shù)降解氨氮廢水的技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛的是活性污泥法和生 物膜法。這兩種方法都具有投資小、運行費用低、無二次污染的特點，但同時也存在菌種流 失嚴(yán)重，菌群濃度小，反應(yīng)體系易受外界影響不穩(wěn)定的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實施例公開了一種處理氨氮廢水的氨氮降解菌固定化方法，用于解決菌種 流失嚴(yán)重，菌群濃度小且反應(yīng)體系易受外界影響不穩(wěn)定的問題。技術(shù)方案如下：
[0005] -種處理氨氮廢水的氨氮降解菌固定化方法，包括以下步驟：
[0006]1)、將海藻酸鈉、聚乙烯醇和斜發(fā)沸石加入水中，在70~100°C下攪拌均勻，制得 混合漿液；其中，所述海藻酸鈉與所述水的比例為（〇. 1~l)g:l〇〇mL，所述聚乙烯醇與所述 水的比例為（3~10) g: 100mL，所述聚乙稀醇與所述斜發(fā)沸石的質(zhì)量比為6: (1~10);
[0007]2)、將所述混合漿液的溫度降至30~45°C，向混合漿液中加入氨氮降解菌，攪拌， 制成含有氨氮降解菌的混合漿液；
[0008] 3)、將含有氨氮降解菌的混合漿液逐滴加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %~10%的氯化鈣溶 液中，0~10°C靜止2~24h，得到氨氮降解菌包埋顆粒；
[0009] 4)、用生理鹽水或水沖洗氨氮降解菌包埋顆粒，獲得固定化氨氮降解菌顆粒。
[0010] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，所述海藻酸鈉與所述水的比例為（0. 2~0. 7) g:100mL，優(yōu)選為（0? 3 ~0? 5)g:100mL。
[0011] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，所述聚乙烯醇與所述水的比例為（4~8) 區(qū)：10〇1111，優(yōu)選為（6~7)8:10〇1111。
[0012] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，所述聚乙烯醇與所述斜發(fā)沸石的質(zhì)量比為 6: (2~8)，優(yōu)選為6: (2~5)。
[0013] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，所述氯化鈣溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%~8%，優(yōu)選 為5%~6% 〇
[0014] 在本發(fā)明的一種更為優(yōu)選實施方式中，所述斜發(fā)沸石的粒度為200~500目。
[0015] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，所述斜發(fā)沸石為改性的鈉型斜發(fā)沸石。
[0016] 在本發(fā)明的一種更為優(yōu)選實施方式中，所述改性的鈉型斜發(fā)沸石由以下方法制 得：
[0017] 1)、將斜發(fā)沸石浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %~25%的氯化鈉溶液中，浸泡溫度為20~ l〇〇°C，浸泡時間為2~30h;所述斜發(fā)沸石與所述氯化鈉溶液的質(zhì)量比為1: (1~10);
[0018] 2)、將在氯化鈉溶液中浸漬過的斜發(fā)沸石粉洗滌至中性、90~109°C干燥處理，于 400~500°C下焙燒處理，制得改性的鈉型斜發(fā)沸石。
[0019] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，所述將斜發(fā)沸石浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8% -15% 的氯化鈉溶液中，浸泡溫度為（20-60) °C，浸泡時間為（10_25)h;所述斜發(fā)沸石與所述氯化 鈉溶液的質(zhì)量比為1: (3-8)。
[0020] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，干燥溫度為105 °C，焙燒溫度為450°C
[0021] 本發(fā)明提供的一種處理氨氮廢水的氨氮降解菌固定化方法，使氨氮降解菌固定在 載體內(nèi)，不會隨水體流失，高濃度氨氮降解菌提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時斜發(fā)沸石對氨氮有 吸附和降解作用，增大了系統(tǒng)容積負(fù)荷，提高了氨氮的去除效率。
【具體實施方式】
[0022] 本發(fā)明提供的一種處理氨氮廢水的氨氮降解菌固定化方法，包括以下步驟：
[0023] 1)、將海藻酸鈉、聚乙烯醇和斜發(fā)沸石加入水中，在70~100°C下攪拌均勻，制得 混合漿液；其中，所述海藻酸鈉與所述水的比例為（〇. 1~l)g:l〇〇mL，所述聚乙烯醇與所 述水的比例為（3~10)g:100mL，所述聚乙烯醇與所述改性的鈉型斜發(fā)沸石的質(zhì)量比為 6: (1 ~10);
[0024] 2)、將所述混合漿液的溫度降至30~45°C，向混合漿液中加入氨氮降解菌，攪拌， 制成含有氨氮降解菌的混合漿液；
[0025] 3)、將含有氨氮降解菌的混合漿液逐滴加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %~10%的氯化鈣溶 液中，0~10°C靜止2~24h，得到氨氮降解菌包埋顆粒；
[0026] 4)、用生理鹽水或水沖洗氨氮降解菌包埋顆粒，獲得固定化氨氮降解菌顆粒。
[0027] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，將海藻酸鈉、聚乙烯醇和斜發(fā)沸石加入水中，可在70~ 100°C下水浴或者油浴攪拌，制得混合漿液。本領(lǐng)域技術(shù)人員可先向水中加入海藻酸鈉和 聚乙烯醇，待二者溶解后，再加入斜發(fā)沸石，并且根據(jù)海藻酸鈉、聚乙烯醇和斜發(fā)沸石的加 入量、聚乙烯醇的平均聚合度和加熱溫度，確定攪拌時間，一般需要40min，為了避免攪拌時 產(chǎn)生大量的氣泡，攪拌的轉(zhuǎn)速可控制在60~lOOrmp(轉(zhuǎn)/分鐘）。海藻酸鈉與水的比例為 (0. 1~1)g: 100mL，聚乙稀醇與水的比例為（3~10)g: 100mL，聚乙稀醇與斜發(fā)沸石的質(zhì)量 比為6: (1~10)，是為了得到粘稠的混合漿液，便于后續(xù)形成顆粒。之后要將混合漿液冷 卻至30~45°C，防止溫度過低混合漿液凝固，又不能過高，影響氨氮降解菌的活性。待菌 在漿液中混合均勻后，將含有氨氮降解菌的混合漿液逐滴滴入到1%~10%的氯化鈣溶液 中。在實際應(yīng)用中，可選用注射器針管吸取含有氨氮降解菌的混合漿液，距離氯化鈣溶液一 定距離，一般為（10~30)cm，逐滴滴入到氯化鈣溶液中，0~KTC低溫靜止2~24小時，得 到氨氮降解菌包埋顆粒。最后用生理鹽水或水將氯化鈣溶液清洗掉，獲得固定化氨氮降解 菌包埋顆粒。這些顆?？芍苯油都拥缴锓磻?yīng)器中用于生物強化反應(yīng)，并且不會隨氨氮廢 水流動而流失，高濃度菌富集在以斜發(fā)沸石為主的載體中，增強了系統(tǒng)穩(wěn)定性和容積負(fù)荷， 提高了氨氮的降解效率。因此，本發(fā)明的技術(shù)方案針對氨氮廢水中氨氮具有非常好的降解 效果。
[0028] 需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到，通常使用的聚乙烯醇的平均聚合度在 1500以上，聚乙烯醇的聚合度過低溶于水后不能形成粘稠的液體，在后續(xù)的實驗中都不能 得到氨氮降解菌包埋顆粒。
[0029] 優(yōu)選地，斜發(fā)沸石為改性的鈉型斜發(fā)沸石，粒度為200~500目，本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以想到，沸石具有豐富的孔道和空穴，粒度越小，相同質(zhì)量下，斜發(fā)沸石的比表面積越大， 越利于斜發(fā)沸石吸附廢水中的物質(zhì)，越能發(fā)揮良好的吸附性能，改性的鈉型斜發(fā)沸石改變 了沸石原有的孔徑結(jié)構(gòu)，減小了位阻，使Na+均勻分布在斜發(fā)沸石空穴結(jié)構(gòu)中，增大了斜發(fā) 沸石對氨氮的降解效率，粒度過細(xì)降低孔隙率，減少沸石空穴結(jié)構(gòu)，所以顆粒孔隙不能過 小。綜合以上兩種因素，優(yōu)選斜發(fā)沸石的粒度為200~500目，更優(yōu)選粒度為500目。
[0030] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，海藻酸鈉與水的比例為（0. 2~0. 7)g:100mL，優(yōu)選為 (0. 3~0. 5)g: 100mL;聚乙稀醇與水的比例為（4~8)g: 100mL，優(yōu)選為（6~7)g: 100mL;聚 乙烯醇與斜發(fā)沸石的質(zhì)量比為6: (2~8)，優(yōu)選為6: (2~5)，保證固定化氨氮降解菌包埋 顆粒具有更好的機械強度和傳質(zhì)性能，利于提高廢水中的氨氮降解效果。
[0031] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，氯化鈣溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3 %~8 %，優(yōu)選為5 %~6 %， 保證含有氨氮降解菌的混合漿液能夠在氯化鈣溶液中快速充分交聯(lián)成粒。
[0032] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，優(yōu)選斜發(fā)沸石為改性的鈉型斜發(fā)沸石，改性的鈉型斜發(fā) 沸石由以下方法制得：
[0033]1)、將斜發(fā)沸石浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %~25%的氯化鈉溶液中，浸泡溫度為20~ l〇〇°C，浸泡時間為2~30h;所述斜發(fā)沸石與所述氯化鈉溶液的質(zhì)量比為1: (1~10);
[0034]2)、將在氯化鈉溶液中浸漬過的斜發(fā)沸石粉洗滌至中性、90~109°C干燥處理，于 400~500°C下焙燒處理，制得改性的鈉型斜發(fā)沸石。
[0035] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述將斜發(fā)沸石浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%~15%的氯化鈉 溶液中，浸泡溫度為（20~60) °C，浸泡時間為（10~25)h;所述斜發(fā)沸石與所述氯化鈉溶 液的質(zhì)量比為1: (3~8)。此條件為優(yōu)化的方案，可獲得對氨氮降解性能更好的改性的鈉型 斜發(fā)沸石，并且節(jié)省試劑和時間。
[0036] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，優(yōu)選地，干燥溫度為105°C，焙燒溫度為450°C。需要說明 的是，本發(fā)明技術(shù)方案中用到的水可以為蒸餾水，雙蒸水，去離子水。
[0037] 下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行描述，所描述的實施例僅僅是本 發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在 沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0038] 以下實施例中使用的氨氮降解菌為博天環(huán)境集團股份有限公司研發(fā)中心馴化獲 得氨氮降解復(fù)合菌；
[0039] 實施例所用到的試劑均市售可得。
[0040] 實施例1
[0041] (1)配制CaCU容液：稱取5gCaCl2，用495g蒸餾水溶解，制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 %的 CaCU容液。
[0042] (2)固定化氨氮降解菌顆粒制備：在200ml蒸餾水中加入6g聚乙烯醇、2g海藻酸 鈉和10g粒度為200目改性的鈉型斜發(fā)沸石粉末，在70°C水浴鍋中以70rpm的轉(zhuǎn)速連續(xù)攪 拌1小時，制得混合勻衆(zhòng)。待制得混合勻漿冷卻至35°C，向其中加入10ml高氨氮降解復(fù)合 菌，繼續(xù)攪拌，制成含有氨氮降解菌的混合勻漿。用帶有針頭的50mL注射器吸取含有氨氮 降解菌的混合勻漿，再將其滴入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的CaCl2溶液中，針頭與CaCl2溶液液面 距離為15cm，以保證液滴在空中下落過程中收