一種處理不含鈣離子強堿性廢水的復(fù)合微生物絮凝劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于工業(yè)廢水生物處理領(lǐng)域，具體涉及一種處理不含鈣離子強堿性廢水的 復(fù)合微生物絮凝劑及其應(yīng)用。 技術(shù)背景
[0002] 堿性廢水指含有某種堿類、pH值高于9. 0的廢水，根據(jù)pH不同可分為弱堿性廢水 和強堿性廢水，主要來源于化工、印染、皮革、煉油、建筑等工業(yè)。如不經(jīng)過處理排放，將腐蝕 管道、渠道和水工建筑物；排入水體后將改變其pH，破壞水體自然生態(tài)，對養(yǎng)殖業(yè)造成嚴重 威脅；滲入土壤則容易造成土壤鹽堿化，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。目前堿性廢水的處理方法主要有 酸堿中和法、絮凝法、化學(xué)沉淀法和結(jié)晶法。其中絮凝法因具有良好的環(huán)境經(jīng)濟效益近年來 備受關(guān)注。絮凝法主要由化學(xué)絮凝劑和生物絮凝劑來實現(xiàn)。與化學(xué)絮凝劑相比，生物絮凝 劑具有易生物降解、環(huán)境危害性小、無二次污染等優(yōu)勢。尤其是微生物絮凝劑因具有制備簡 單、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)周期短等優(yōu)勢成為生物絮凝劑的核心成員。但是由于其自身的分子結(jié) 構(gòu)、空間形狀、分子量、基團等條件的限制，使其絮凝能力具有一定的局限性。傳統(tǒng)的無機絮 凝劑可以彌補微生物絮凝劑的缺點，但是單獨使用時投藥量大，運行費用高，且產(chǎn)生的沉淀 污泥量大。如果兩者能配合使用，實現(xiàn)互補，這樣不僅可以提高絮凝效率、降低絮凝劑投加 量、成本，還可以拓寬處理廢水的種類。
[0003] 已見公知的2012年，山東大學(xué)發(fā)明專利申請的"聚合鋁-改性復(fù)合生物絮凝劑無 機有機復(fù)合絮凝劑及其制備方法"（申請?zhí)枮?01210123810. 7)，通過對復(fù)合微生物絮凝劑 與丙烯酰胺及二甲基二烯丙基氯化銨在過硫酸鉀和亞硫酸鈉引發(fā)劑存在下接枝共聚制得 的改性復(fù)合型生物絮凝劑與聚合鋁（AlCl 3 ·6Η20原料溶于蒸餾水，加 Na2CO3調(diào)節(jié)堿化度，常 溫反應(yīng)制得）按比例混合反應(yīng)制得，充分利用氯化鋁、丙烯酰胺和生物絮凝劑的特性，但是 在污水中會存在殘留的鋁離子和丙烯酰胺，形成二次污染。而具有高效、廉價、針對不含鈣 離子的強堿性廢水的復(fù)合微生物絮凝劑未見報道。
[0004] 優(yōu)先權(quán)事項： 申請日：2014年07月21日?！旧暾?zhí)枴?014103466056。申請人：濟南大學(xué)。發(fā)明創(chuàng)造 名稱：一種處理不含鈣離子強堿性廢水的復(fù)合微生物絮凝劑及其應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有微生物絮凝劑的不足，本發(fā)明提供一種處理不含鈣離子強堿性廢水的復(fù) 合微生物絮凝劑及其應(yīng)用，本發(fā)明的復(fù)合微生物絮凝劑使用絮凝效率高，投加量低，針對性 強。
[0006] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，發(fā)明人利用節(jié)桿菌（Arthrobacter sp.)制備了一種針 對不含鈣離子強堿性廢水的復(fù)合微生物絮凝劑，并將其用于不含鈣離子的強堿性廢水處 理，取得了非常好的使用效果。
[0007] 本發(fā)明制備的一種處理不含鈣離子強堿性廢水的微生物絮凝劑，是由以下方法制 成的： a挑取節(jié)桿菌（Arthrobacter sp.)單菌落接種于LB種子培養(yǎng)基中，培養(yǎng)，得培養(yǎng)液； b將上述培養(yǎng)液接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中，發(fā)酵培養(yǎng)，得發(fā)酵培養(yǎng)液； c將上述發(fā)酵培養(yǎng)液離心，所得胞外上清液，即為微生物絮凝劑； d配制一定濃度的氯化鈣溶液，然后加入上述微生物絮凝劑，攪拌均勻，既得復(fù)合微生 物絮凝劑。
[0008] 所述的，LB種子培養(yǎng)基成分：蛋白胨5-15g/L，酵母粉2-8g/L，氯化鈉5-12g/L ;發(fā) 酵培養(yǎng)基成分：葡萄糖5-15g/L，酵母粉l-5g/L，磷酸二氫鉀l-8g/L。
[0009] 所述的，步驟a培養(yǎng)時間10-20h，培養(yǎng)溫度25-37°C，搖床轉(zhuǎn)速120-200r/min ;步 驟b接種量3-10%，培養(yǎng)時間60-80h，培養(yǎng)溫度25-32°C，搖床轉(zhuǎn)速160-250r/min ;步驟c 離心時間5-15min，微生物絮凝劑含多糖50-70%、蛋白質(zhì)30-50%和核酸0. 1-1. 0% ;步驟d 氯化鈣溶液的濃度0. 4-1. 6%，復(fù)合微生物絮凝劑中氯化鈣溶液和微生物絮凝劑的體積比為 1: 0· 5_2 〇
[0010] 所述的，節(jié)桿菌是現(xiàn)有的常規(guī)菌種，可以從美國菌種保藏中心（ATCC)購買得到。
[0011] 所述節(jié)桿菌為ATCC31012。節(jié)桿菌是所有土壤細菌中最為常見的細菌之一，有明顯 的生長周期，專性好氧，化能異養(yǎng)，呼吸代謝，可有效降解水中各種有機物和吸附金屬離子。
[0012] 優(yōu)選的，LB種子培養(yǎng)基成分：蛋白胨10g/L，酵母粉5g/L，氯化鈉 10g/L ;發(fā)酵培養(yǎng) 基成分：葡萄糖l〇g/L，酵母粉2. 5g/L，磷酸二氫鉀4g/L。
[0013] 優(yōu)選的，步驟a培養(yǎng)時間15h，培養(yǎng)溫度28°C，搖床轉(zhuǎn)速150r/min ;步驟b接種量 5%，發(fā)酵培養(yǎng)基培養(yǎng)時間72h，培養(yǎng)溫度30°C，搖床轉(zhuǎn)速200r/min ;步驟c離心時間lOmin， 微生物絮凝劑含多糖65%、蛋白質(zhì)35%和核酸0. 5% ;步驟d氯化鈣溶液的濃度0. 8%，復(fù)合微 生物絮凝劑中氯化鈣溶液和微生物絮凝劑的體積比為1: 1。
[0014] 復(fù)合微生物絮凝劑處理不含鈣離子強堿性廢水： 將本發(fā)明制得的復(fù)合微生物絮凝劑加入待處理的PH 10. 5-14的不含鈣離子強堿性 廢水中，加入量按復(fù)合微生物絮凝劑和廢水體積比1:6-13,以100-300r/min速度攪拌 20-50s，靜置沉淀5-20min，絮凝懸浮物質(zhì)。
[0015] 優(yōu)選的，廢水pH 12-14,復(fù)合微生物絮凝劑和廢水的體積比1:9,攪拌速度200r/ min，攪拌時間30s，靜置沉淀時間lOmin。
[0016] 所述的，廢水為皮革、印染、電鍍產(chǎn)生的廢水。
[0017] 本發(fā)明的復(fù)合微生物絮凝劑可直接用于不含鈣離子強堿性工業(yè)廢水處理，解決了 單一微生物絮凝劑在不含鈣離子強堿性廢水中使用效果一般的問題。本發(fā)明的復(fù)合微生物 絮凝劑使用簡單，顯著降低廢水的PH，絮凝效率高，絮凝劑投加量低，生產(chǎn)成本低。
【具體實施方式】
[0018] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清晰，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進 一步詳細說明。
[0019] 實施例1 復(fù)合微生物絮凝劑的制備： a將節(jié)桿菌ATCC31012接種于LB種子培養(yǎng)基中培養(yǎng)14h，培養(yǎng)溫度30°C，搖床轉(zhuǎn)速 180r/min，得培養(yǎng)液； b將上述培養(yǎng)液按接種量10%接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)72h，培養(yǎng)溫度30°C，搖床轉(zhuǎn)速 200r/min，得發(fā)酵培養(yǎng)液； c將上述發(fā)酵培養(yǎng)液離心lOmin，所得胞外上清液，即為微生物絮凝劑； d配制0. 4%的氯化鈣溶液，然后按氯化鈣溶液和微生物絮凝劑的體積比為1:2加入上 述微生物絮凝劑，攪拌均勻，既得復(fù)合微生物絮凝劑。
[0020] LB種子培養(yǎng)基成分為：蛋白胨15g/L，酵母粉2g/L，氯化鈉12g/L。
[0021] 發(fā)酵培養(yǎng)基成分為：葡萄糖5g/L，酵母粉5g/L，磷酸二氫鉀lg/L。
[0022] 微生物絮凝劑含多糖65%、蛋白質(zhì)35%和0. 5%核酸。
[0023] 復(fù)合微生物絮凝劑處理不含鈣離子強堿性廢水： 將本實施例制得的復(fù)合微生物絮凝劑加入待處理的不含鈣離子強堿性廢水中，加入量 按復(fù)合微生物絮凝劑和廢水體積比1:6,以lOOr/min速度攪拌50s，靜置沉淀20min，絮凝懸 浮物質(zhì)。
[0024] 實施例2 復(fù)合微生物絮凝劑的制備： a將節(jié)桿菌ATCC31012接種