[发明专利]一种用于废水处理的生物复合絮凝剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于废水处理的生物复合絮凝剂及其使用方法，属于废水处理领域。

背景技术

絮凝剂又称沉降剂，作为一类可使液体中不易沉降的固体悬浮颗粒(粒径为10^-3～10^-7cm)凝聚沉淀的物质，在发酵工业后处理、食品加工、土木疏浚施工、废水处理等领域应用广泛。絮凝剂可分为无机系、生物系及合成高分子系三大类，合成高分子絮凝剂，如单宁，由于具有高絮凝活性和低成本而得到较广泛的应用，但其残留物不易被生物降解，且其单体具有强烈的神经毒性和三致效应(致畸、致突变、致癌)，造成二次污染使其应用大受限制。现在许多领域尤其是食品工业中已禁止使用.目前人们已把研究目光转向微生物絮凝剂的研究开发和应用上来。

微生物絮凝剂是由微生物产生的生物大分子物质，具有使其他物质凝聚沉淀的性能，同时具有絮凝范围广泛，高效，无毒，无污染等特点.它克服了常规的无机絮凝剂和有机絮凝剂对人体有害和易产生二次污染的缺点，且可以采取生物工程的手段实现产业化，因此开发微生物絮凝剂，对改进生产工艺，对人类的健康和环境保护以及绿色食品的生产都有重要的意义，并具有广阔的应用前景。

影响微生物絮凝剂产生的因素主要包括絮凝剂产生菌的种类、培养基成分、培养条件等。微生物的种类不同，其产絮凝剂的能力也不同。培养基的碳氮比、生长因子等均影响到絮凝剂的产生。一般含单糖、营养丰富的培养基有利于絮凝剂的产生。不同微生物产絮凝剂所需发酵液的pH也不同，通常生长最佳pH与产絮凝剂的最佳pH也不一致。一般产絮凝剂的最佳温度在25-35℃之间，温度过低会影响菌体生长，温度过高则会使所产生的絮凝剂的活性降低。通气量过大或多小均会影响菌体生长和絮凝剂的产量，而且在微生物不同的生长期通气量要求也不同。

当前水环境污染严重，生活污水、工业废水及微污染水源水水质日益复杂，对絮凝剂的需要也日趋多样.水处理过程中，不同种类絮凝剂复配使用成为强化絮凝(混凝)的有效手段之一。生物絮凝剂可以与无机絮凝剂氯化铁、氯化铝、硫酸铝等复配使用，在提高絮凝出水效果的同时，不仅能有效降低药剂的投加量，还能使出水残铝或残铁的含量大幅降低。一方面，用量少可使生物絮凝剂的使用成本降低；另一方面，无机药剂残留量的降低也提高了出水的生物安全性。

发明内容

本发明针对现有技术中无机絮凝剂和有机絮凝剂的缺点，提供了一种用于废水处理的生物复合絮凝剂，该生物复合絮凝剂包括由生物发酵物以及天然高分子絮凝剂组成的絮凝剂组合物。本发明所述的生物复合絮凝剂絮凝活性高、安全无毒、无二次污染的特点。

本发明通过下述技术方案解决上述技术问题：

一种用于废水处理的生物复合絮凝剂，包括以下重量份的原料：米曲霉和嗜粪红球菌的共发酵物30-40份、聚合硅酸硫酸铁铝50-95份、单宁3-6份。更优选的，米曲霉和嗜粪红球菌的共发酵物35份、聚合硅酸硫酸铁铝75份、单宁5份。

其中米曲霉和嗜粪红球菌的共发酵物的制备方法为二段发酵法，具体包括如下步骤：发酵培养基灭菌后，接入10％的嗜粪红球菌种子发酵液，控制发酵温度为30-32℃、通气量为1.5-1.7m³/h条件下培养40-44h，此时接入10％的米曲霉种子发酵液，控制发酵温度为26-29℃、通气量为1.8-2.2m³/h条件下培养26-30h，即得。

上述米曲霉和嗜粪红球菌的共发酵物的发酵过程中所使用的发酵培养基(g/L)为：葡萄糖10g，K₂HPO₄2g，KH₂PO₄2g，MgSO₄·7H₂O0.2g，CaCl₂0.1g，尿素0.5g，酵母膏0.5g，pH7.2-7.5，120℃灭菌30min。

本发明发酵过程中，所述的嗜粪红球菌和米曲霉在接入发酵培养基时均处于对数生长期。其中所述的嗜粪红球菌的种子培养基的配方为：葡萄糖1％、酵母粉1％，pH7.0-7.2，其培养条件为培养温度为26-28℃，摇床转速150-180r/min。所述的米曲霉的种子培养基为成分(g/L)：蛋白胨10.0g，葡萄糖40.0g，pH7.0-7.2，其培养条件为培养温度为27-29℃，摇床转速120-140r/min。

本发明还提供一种上述生物复合絮凝剂的制备方法，其包括如下步骤：将聚合硅酸硫酸铁铝和单宁加入到米曲霉和嗜粪红球菌的共发酵物中即得。