[发明专利]工程化包埋固定微生物球体的装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及利用微生物降解作用修复污染水环境技术领域，具体地说涉及工程化包埋固 定微生物球体的装置及工艺。

背景技术

地表水以及地下水等水环境污染已经成为全球重视的热点问题。在传统的污染水生物处 理工艺中，微生物通常是在水中以悬浮态生长，因而易从反应器中流失。另外，微生物菌体 与水的密度差小，从反应器中流出的水中回收微生物进行重复利用较为困难，而微生物固定 化技术的发展为这一问题的解决提供了新的途径。

微生物固定化技术是20世纪70年代发展起来的一项新兴技术，它是利用生物或化学多 聚体材料将微生物包埋起来，不仅可以大幅度提高参加反应的微生物浓度，使微生物不易流 失和抗毒、耐受力增加，而且固液分离容易，二次污染少，因而显示出良好的应用前景。包 埋固定化是使微生物包埋在半透明的聚合物或膜内，或使微生物扩散进入多孔性的载体内部， 小分子底物及代谢产物可自由出入这些载体的孔道，而微生物细胞不能自由移动的一种方法。 尽管当前利用包埋法固定化微生物的研究很多，但其主要是实验室研究，不能用于大批量工 业化生产。因此，研究和开发一种高效、廉价、适于大批量生产的微生物包埋固定化技术已 成为促进该技术推广应用的关键。

发明内容

针对现有利用包埋法固定化微生物技术无法大规模工程化的缺点，本发明的目的在于提 供一种新颖、高效、经济可行的工程化包埋固定微生物球体的装置及工艺，从而达到推广应 用微生物包埋固定化技术的目的。

本发明的工程化包埋固定微生物球体的装置，包括：包埋剂釜、吸附剂生物釜、混合釜、 隔流阀、分流头和交联剂釜；其中包埋剂釜和吸附剂生物釜分别与混合釜连接；混合釜再与 隔流阀连接；隔流阀由变速电机驱动，隔流阀再与分流头连接。

本发明用到的隔流阀是通过法兰与管道连接，隔流阀由变速电机驱动，隔流阀叶片的厚 度由阀芯向外逐渐增大，其最大厚度大于隔流阀的法兰所连接的管道的内径。

本发明用到的分流头，其分流板的开孔率大于65％，且分流板上的分流孔的总面积大于 分流头所连接的管道截面积的10倍。

本发明的工程化包埋固定微生物球体的具体工艺条件如下：

包埋剂釜输送泵将包埋剂釜中质量百分比含量为0.5％～6％或5％～10％的包埋剂溶液 打入混合釜，吸附剂生物釜输送泵将吸附剂生物釜中吸附剂质量百分比含量为0.5％～4.5％ 和微生物质量百分比含量为5％～50％的溶液打入混合釜，控制包埋剂釜输送的溶液和吸附 剂生物釜输送的溶液的质量流量比为1∶1～5∶1；两种溶液充分混合后，经隔流阀进入分流 头，再喷洒进入盛有质量百分比含量为0.5％～7％的氯化钙溶液或饱和硼酸溶液的交联剂釜 中。由分流头喷洒的混合液与交联剂溶液接触后形成固体球形颗粒沉淀，固化交联8～24小 时后，收集上述步骤得到的球形颗粒，并用0.5％～1.5％的盐水洗涤，即得到本发明工程化 包埋固定微生物球体的装置及工艺制备的微生物包埋固体球。

所述的包埋剂为现在对微生物所使用的所有包埋剂，本发明优选包埋剂溶液为质量百分 比含量为0.5％～6％的海藻酸钠溶液或质量百分比含量为5％～10％的聚乙烯醇溶液。

所述的吸附剂为现在对微生物所使用的所有吸附剂的一种或几种混合，本发明优选活性 炭、活性炭纤维或纤维素。

所述的微生物为现在所涉及的所有类型的微生物，包括具有降解污染物功能的细菌，来 自假单胞菌属、不动杆菌属、微球菌属等的一种或几种。

本发明的独特之处就在于克服了当前利用包埋法固定微生物技术无法大规模批量生产的 缺陷，通过隔流阀将阀前所连接的管道中连续流动的液体“分割”，从而间断式地供给分流头 料液；再利用分流头的分流作用将隔流阀所供给的料液进一步分流，从而保证来自混合釜的 混合液以喷洒形式进入交联剂溶液中，形成固体球形颗粒沉淀。本发明实现了利用包埋固定 化技术大批量制造稳定性优良的微生物包埋固体球。

附图说明

图1：本发明的工艺流程示意图；

图2：本发明的隔流阀的内部结构主视示意图；

图3：本发明的分流头的内部结构主视示意图；

图4：分流板的俯视示意图；