申请日2019.07.31
公开(公告)日2019.09.20
IPC分类号C02F3/34; C02F1/28; C02F1/52
摘要
本发明公开一种印染废水用固定化微生物处理剂及其制备方法，所述固定化微生物处理剂以麦糠、虾壳粉及碳纳米管、累托石为原料制出的多孔混合物作为载体，联合成膜剂，对功能性微生物和生物酶进行固定、包埋处理;所述功能性微生物包括热纤梭菌、硫酸盐还原菌、脱氮副球菌、斯氏杆菌;所述生物酶包括纤维素酶、果胶酶。其制备方法包括碳化、制备固定化载体、固定功能性微生物和生物酶、包埋处理等步骤。本发明利用固定化技术将微生物和生物酶限定于多孔载体的内部孔道及表面，使多孔载体中容载的色素或污染物得到及时分解、脱除，使处理剂能持续性发挥作用，并能多次循环使用。
翻译权利要求书
1.一种印染废水用固定化微生物处理剂，其特征在于，所述固定化微生物处理剂以麦糠、虾壳粉及碳纳米管、累托石为原料制出的多孔混合物作为载体，联合成膜剂，对功能性微生物和生物酶进行固定、包埋处理;所述功能性微生物包括热纤梭菌、硫酸盐还原菌、脱氮副球菌、斯氏杆菌;所述生物酶包括纤维素酶、果胶酶。
2.根据权利要求1所述一种印染废水用固定化微生物处理剂，其特征在于，所述固定化微生物处理剂由以下组分及重量份组成：
3.根据权利要求1或2任意所述一种印染废水用固定化微生物处理剂，其特征在于，所述功能性微生物包括以下质量百分比的成分菌：热纤梭菌30-50%、硫酸盐还原菌25-35%、脱氮副球菌20-25%、斯氏杆菌5-10%。
4.根据权利要求1或2任意所述一种印染废水用固定化微生物处理剂，其特征在于，所述生物酶由纤维素酶、果胶酶按1：(0.2-0.4)的质量比混合而成。
5.根据权利要求1或2任意所述一种印染废水用固定化微生物处理剂，其特征在于，所述固定化微生物处理剂还包含10-15份淀粉黄原酸酯。
6.根据权利要求1或2任意所述一种印染废水用固定化微生物处理剂，其特征在于，所述固定化微生物处理剂还包含5-7份六偏磷酸钠。
7.根据权利要求1或2任意所述一种印染废水用固定化微生物处理剂，其特征在于，所述固定化微生物处理剂还包含6-10份聚合硫酸氯化铁铝。
8.根据权利要求1或2任意所述一种印染废水用固定化微生物处理剂，其特征在于，所述固定化微生物处理剂还包含2-4份双氰胺甲醛树脂。
9.根据权利要求1或2任意所述一种印染废水用固定化微生物处理剂，其特征在于，所述成膜剂包括硅酸钠、聚乙烯醇、海藻酸钠中的一种或多种。
10.如权利要求1-9任一项所述一种印染废水用固定化微生物处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)碳化：以麦糠、虾壳粉为碳源，于300-400℃氮气环境中，碳化4-10h;
(2)制备固定化载体：将碳化后的麦糠、虾壳粉与碳纳米管、累托石共同加入1-3%氢氧化钾溶液中，50-80℃浸渍2h后，氮气保护下，600-800℃活化3-6h，冷却、酸洗、干燥后，得固定化载体;
(3)固定功能性微生物和生物酶：混合功能性微生物与固定化载体，将所得混合物加入3倍重量的玉米秸秆水解液中，30℃厌氧条件下共同培养7d后，35℃真空浓缩至固含量≧75%，加入生物酶，搅拌均匀后，自然风干，得固定化前体物质;
(4)包埋处理：将固定化前体物质与成膜剂混合均匀后，待成膜剂在固定化前体物质表面呈半凝固状态时，混入淀粉黄原酸酯、聚合硫酸氯化铁铝、双氰胺甲醛树脂，即得固定化微生物处理剂。
说明书
一种印染废水用固定化微生物处理剂及其制备方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，还涉及固定化技术领域，具体涉及一种印染废水用固定化微生物处理剂及其制备方法。
背景技术
固定化技术包括固定化酶技术和固定化微生物技术。固定化微生物技术是基于固定化酶技术发展起来的，通过化学或物理手段将游离微生物定位于限定的空间区域,以提高微生物细胞的浓度,使其保持较高的生物活性并反复利用的方法。固定化微生物技术有微生物密度高、酶活性高、反应速度快、耐毒害能力强、微生物流失少、产物易于分离等优点，主要应用于难处理有机废水、重金属污染废水及空气和土壤的污染治理领域。
印染厂每印染加工1吨纺织品，将排出90-180吨印染废水，产出量极大，印染废水含有大量纤维杂质、有机污染物、染料、浆料及部分油剂、酸碱、无机盐等。目前，印染废水的处理方法主要包括吸附法、混凝法、氧化还原法、离子交换法、膜分离法、生化法。由于氧化还原法、离子交换法、膜分离法的运行成本较高，难以推广于实际工业生产中;混凝法对于废水中的纤维成分、胶质、无机盐有较好的絮凝作用，但在印染废水的脱色方面有所限制;吸附法是借助多孔性质将废水中染料吸附于多孔物质表面，进而去除色素、染料及其他有害成分，对于低浓度印染废水的具有较好的处理效果，工业上常用的吸附剂有活性炭、活性硅藻土、活化煤、天然蒙脱土以及煤渣等，但吸附剂的容载量有限，当吸附值达到上限时，将失去脱色性能，甚至出现反渗作用，无法循环再生使用;生化法是利用微生物产生的次生代谢产物和生物酶对染料及有机污染物进行降解，从根本上消除环境污染。
结合吸附法和生化法生产一种可循环利用且高效脱除印染废水中的色素及污染物的固定化微生物处理剂，具有重大的经济效益和环境效益。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种冶金废水用磁性纳米吸附剂及其制备方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种印染废水用固定化微生物处理剂，所述固定化微生物处理剂以麦糠、虾壳粉及碳纳米管、累托石为原料制出的多孔混合物作为载体，联合成膜剂，对功能性微生物和生物酶进行固定、包埋处理;所述功能性微生物包括热纤梭菌、硫酸盐还原菌、脱氮副球菌、斯氏杆菌;所述生物酶包括纤维素酶、果胶酶。
优选的是，所述固定化微生物处理剂由以下组分及重量份组成：
优选的是，所述功能性微生物包括以下质量百分比的成分菌：热纤梭菌30-50%、硫酸盐还原菌25-35%、脱氮副球菌20-25%、斯氏杆菌5-10%。
优选的是，所述生物酶由纤维素酶、果胶酶按1：(0.2-0.4)的质量比混合而成。
优选的是，所述固定化微生物处理剂还包含10-15份淀粉黄原酸酯。
优选的是，所述固定化微生物处理剂还包含5-7份六偏磷酸钠。
优选的是，所述固定化微生物处理剂还包含6-10份聚合硫酸氯化铁铝。
优选的是，所述固定化微生物处理剂还包含2-4份双氰胺甲醛树脂。
优选的是，所述成膜剂包括硅酸钠、聚乙烯醇、海藻酸钠中的一种或多种。
本发明还提供上述一种印染废水用固定化微生物处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)碳化：以麦糠、虾壳粉为碳源，于300-400℃氮气环境中，碳化4-10h;
(2)制备固定化载体：将碳化后的麦糠、虾壳粉与碳纳米管、累托石共同加入1-3%氢氧化钾溶液中，50-80℃浸渍2h后，氮气保护下，600-800℃活化3-6h，冷却、酸洗、干燥后，得固定化载体;
(3)固定功能性微生物和生物酶：混合功能性微生物与固定化载体，将所得混合物加入3倍重量的玉米秸秆水解液中，30℃厌氧条件下共同培养7d后，35℃真空浓缩至固含量≧75%，加入生物酶，搅拌均匀后，自然风干，得固定化前体物质;
(4)包埋处理：将固定化前体物质与成膜剂混合均匀后，待成膜剂在固定化前体物质表面呈半凝固状态时，混入淀粉黄原酸酯、聚合硫酸氯化铁铝、双氰胺甲醛树脂，即得固定化微生物处理剂。
本发明的有益效果：
(1)本发明利用固定化技术将功能性微生物和生物酶限定于多孔载体的内部孔道及表面，两者协同脱色、降解COD，多孔载体吸附的色素或污染物与微生物或酶接触后，迅速发生多种复杂的生化反应，及时分解、脱除多孔载体中吸纳容载的无机盐、氨氮、硫化物、有机物及显色物质等，使处理剂能持续性发挥作用，并能多次循环使用，降低废水处理成本。
(2)本发明采用成膜剂对功能性微生物和生物酶进行包埋处理，不仅有助于提高固定化结构体的稳定性，防止微生物和酶的流失，同时，成膜剂还起到保护、缓冲的作用，避免微生物与印染废水直接接触，出现大量死亡、失活的现象，印染废水透过成膜剂缓慢渗于多孔载体的阶段相当于功能性微生物驯化的过程，提高其耐毒害能力。
(3)本发明生产的固定化处理剂中还含有淀粉黄原酸酯、六偏磷酸钠、聚合硫酸氯化铁铝、双氰胺甲醛树脂，多组分的联合处理使印染废水在净化过程中发挥出最大的协同优势，脱色率超过95%，COD去除率达到85%以上，实现达标排放。以淀粉黄原酸酯和六偏磷酸钠作为金属螯合剂，对印染废水中的金属离子进行络合;以聚合硫酸氯化铁铝为絮凝剂，对印染废水中悬浮物、纤维杂质等进行沉降，实现固液分离;以双氰胺甲醛树脂为有机脱色剂，其分子链上的各种活性基团与染料分子中的磺酸基、羧酸基等阴离子基团相互结合生成难溶盐，加之高分子吸附架桥作用，实现对印染废水脱色处理。
