[发明专利]一种有机废水处理用固定微生物载体材料

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种有机废水处理用固定微生物载体材料。

(二)背景技术

固定微生物技术是通过采用化学或物理的手段将游离细胞或微生物定位于限定的空间区域内，使其保持活性并可反复利用。它是从20世纪60年代开始迅速发展的一项环保技术。

20世纪70年代后期，随着环境污染的日益严重，研究高效微生物处理污染系统的要求日益迫切。在此背景下固定微生物技术得以迅速发展，并且在废水生物处理中的应用研究也与日俱增。固定化的微生物，由于高度密集而产生的强抵抗能力或载体覆盖物的阻挡作用，削弱了有毒有害物对微生物的冲击作用，使反应器工艺运行的安全性得到大大提高。与传统的微生物处理技术相比，该技术具有高生物量、污泥产量少、选择固定优势菌种、抗毒性强、对水质变化稳定性好等优点。

当前固定微生物通常采用的载体主要分为单一无机载体(活性炭、沸石、多孔陶瓷等)和有机载体(多糖凝胶、蛋白类、空心纤维等)，采用吸附、共价、包埋、交联等方法将微生物固定在载体上。现有的固定载体普遍存在一些问题：载体机械强度低，容易解体，使用寿命短，载体生物亲和性差，生物量小，生物固定不牢固以及材料成本高昂，制备工艺复杂等，这也导致固定微生物技术未能广泛应用于实际废水的处理。因此开发一种经济、高效、耐用的新型固定化载体对固定微生物废水处理技术的推广应用具有非常积极的意义。

中国专利CN1824614公开了一种污、废水处理用载体，包括具有固定作用的中间层和设在所述中间层表面上的外层，所述外层为众多细丝栽植于所述中间层表面而形成，所述细丝最好经过去极化处理。本发明污、废水处理用载体，由于具有由众多凝胶分子纤维“细丝”构成的表层，“细丝”直径小，数量多，所以载体的比表面积必然巨大，从而提高了该载体每个生物处理单元中单位容积内微生物的数量，制备好的载体材料放入水中浸泡一定时间进行去极化处理后就可使用。

(三)发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种制备方法简单、热稳定性好并具有良好传质性能、吸附性能与生物亲和性的有机废水处理用固定微生物载体材料。

一种有机废水处理用固定微生物载体材料，由膨润土、羧甲基纤维素钠溶液和AlCl₃溶液在常温下进行交联反应制备而得，膨润土与羧甲基纤维素钠溶液质量比为1∶10～1∶30，AlCl₃溶液与羧甲基纤维素钠溶液的体积比为1∶1～1.6∶1，羧甲基纤维素钠溶液的质量浓度为0.5％-3％，AlCl₃溶液的质量浓度为1％～3％。

优选地，所述的膨润土的粒径为20目～100目，膨润土为钙基膨润土或钠基膨润土。

优选地，所述固定微生物载体材料的密度为1.02×10³～1.2×10³kg·m^-3，吸水率倍数为7.50～12.00。

所述的羧甲基纤维素钠(CMC)和AlCl₃均可选用工业级产品。

本发明中，羧甲基纤维素钠(CMC)能吸附在膨润土表面，同时与AlCl₃溶液发生交联反应，从而形成有较高机械强度的凝胶颗粒。膨润土的添加可以增加材料的沉降性能，并能为微生物生长提供一定的无机盐矿物质，CMC的添加助于提高材料的溶胀性能，能使材料进一步硬化，增强材料的机械性能。

本发明的有机废水处理用固定微生物载体材料具有下述有益效果：

(1)固定微生物载体材料的成本低廉。它是利用膨润土、CMC溶液和AlCl₃溶液按一定的配比交联反应制得而成，成本低廉，有利于实际推广应用；

(2)固定微生物载体材料的密度比水稍大一点，在水中易沉淀，在曝气状态下容易悬浮而形成流化床，且机械性能良好，微生物在其内部能较好生长；

(3)固定微生物载体材料的热稳定性好，耐热温度范围宽(10℃～80℃)；

(4)固定微生物载体材料的酸碱稳定性好，废水的pH在2～12范围内对载体材料的机械性能、吸水率及外观形状影响不大，材料不会被破坏；