[发明专利]一种微生物凝胶球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微生物凝胶球及其制备方法，属于水污染控制领域。一种微生物凝胶球，主要由微生物、载体、吸附剂和覆膜层构成。其制备方法主要步骤为微生物菌剂的选择，菌剂‑吸附剂沉淀物制备、海藻酸钠‑琼脂溶液制备、混合溶液制备、凝胶球的制备、覆膜、洗涤保存。本发明提高了凝胶球的强度和凝胶球对低浓度污染物的吸附能力，增强了凝胶球中微生物的存活力及凝胶球对于污染物的选择性。

技术领域

本发明涉及水污染控制领域，特别是一种微生物凝胶球及其制备方法。

背景技术

近年来，利用微生物固定化技术处理污水的研究越来来多，通常的固定化技术，就是通过一些外部的方式，如物理或者化学方法，让微生物局限在一个有限的区域内，使其能够不悬浮在水中但是仍然保持微生物活性的技术。凝胶球技术属于固定化微生物技术中的一种，通过选择对微生物无毒性的高分子材料作为制作包裹微生物的材料，将微生物及其载体包裹，形成的表壳具有多孔性和良好的半透性，固定的微生物新陈代谢反应的小分子物质能够自由通过，包裹在其中的微生物能够生存和繁殖，因此可以高效的处理污水中的污染物。固定化微生物技术中通常使用的微生物载体材料一般分成三类：天然高分子材料、半合成高分子材料和合成高分子材料。天然高分子材料如海藻酸钠、琼脂等，和微生物有较好的生物相容性，对微生物无毒害，但是机械强度低，合成高分子材料如聚乙烯醇等机械强度好，但是带有毒性，这对微生物的生存很不利。

目前比较常用的海藻酸钙体系和海藻酸钠-壳聚糖凝胶球体系存在着机械性能不够强，处理能力弱、适应范围不广的缺陷，而且包埋过程中选择的吸附物质，如硅藻土、膨润土、粉末活性炭等材料存在一定的局限性。

另外，授权公告号CN105087541B的中国专利公开了微生物的固定化方法，包括以下步骤：将助型剂与水混合，在60～100℃下搅拌，得到浆液；助型剂为糊精、聚乙烯醇、淀粉、羧甲基纤维素、海藻酸钠和聚乙二醇中一种或多种；助型剂与水的质量比为(3～15):100；将浆液冷却到0～40℃后，向浆液中加入微生物菌剂，搅拌混匀，再与粒度为100～500目的活性炭混合；继续搅拌混匀，得到含有微生物菌剂的载体基质；助型剂与粒度为100～500目的活性炭质量比为(3～15):(200～300)；将含有微生物菌剂的载体基质进行造粒处理，制成活性炭固定化微生物颗粒。

该方法存在以下缺陷：(1)采用常规的载体材料进行包埋，成膜的强度不够在复杂的废水中存在，需要对膜进行再次加强，尤其对于亲水性的膜，需要进一步交联以适应多变的废水环境。(2)选择为100～500目粉末活性炭，在处理高浓度污染物废水时能力较好，但在处理低浓度污染物时吸附效果不佳。(3)主要采用物理方法造粒，由于微生物对温度敏感，干燥造粒过程不利于微生物存活。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种微生物凝胶球及其制备方法，提高凝胶球的强度和凝胶球对低浓度污染物的吸附能力，提高凝胶球中微生物的存活力及对于污染物的选择性。

为了实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：一种微生物凝胶球，其特征在于，包括：

核心层，其主要由微生物菌剂、吸附剂及包埋载体构成；

球体表层，其用于增加所述微生物凝胶球的强度，所述球体表层由所述核心层外表面包被的覆膜层构成。

优选的，所述覆膜层为一层阳离子淀粉膜。

优选的，所述吸附剂为活性炭纤维。

优选的，所述微生物菌剂根据废水中的污染物相应选择。

本发明采用的另一个技术方案是：一种所述的微生物凝胶球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

微生物菌剂的选择，根据废水中的污染物选择相应的微生物菌剂；