[发明专利]一种生物絮凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物絮凝剂的制备方法，具体是采用阳离子交换树脂和超声复合的方法从剩余污泥中提取生物絮凝剂的方法。

背景技术

絮凝剂是一类可使液体中不易沉降的悬浮颗粒凝聚沉淀的物质，广泛应用于工业水处理、生活污水处理以及食品生产和发酵工业等。絮凝剂一般可分为三类：①无机絮凝剂，如硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁和明矾等；②人工合成有机高分子絮凝剂，如聚氧化乙烯、聚苯乙烯磺酸盐、聚丙烯酰胺衍生物和聚乙烯亚胺等；③天然有机高分子絮凝剂，如纤维素、淀粉、聚氨基葡萄糖、藻蛋白酸钠和生物絮凝剂等。许多无机絮凝剂由于其良好的絮凝效果和较低成本而被广泛应用，然而人们已经发现它们在使用过程中存在着较大的不安全性和潜在的二次污染问题。人工合成有机高分子絮凝剂中使用较多的聚丙烯酰胺，因其单体具有强烈的神经毒性和致癌性，所以使用受到了限制。此外，大部分天然有机高分子絮凝剂存在絮凝活性较弱和使用成本较高等缺点。

生物絮凝剂是由微生物产生的可使液体中不易沉降的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体颗粒等凝聚沉淀的特殊高分子物质。生物絮凝剂是通过微生物发酵、分离提取而得到的新型、高效、可生物降解的水处理剂，它能够满足絮凝剂使用安全、絮凝活性高、无二次污染的要求，对改进絮凝沉淀法工艺和絮凝剂产品的生产，保护人类健康和环境都具有很重要的意义。是一种绿色水处理剂，具有广阔的开发与应用前景。

目前已有一些关于通过培养生物絮凝剂产生菌制备生物絮凝剂和利用城市污水处理厂脱水污泥制备微生物絮凝剂的报道。

1984年，Fattom A.等利用从排水渠内获得的丝状藻青菌(Phormidium J-1)研制出对斑脱土有良好絮凝效果的高分子生物絮凝剂。1986年，Kurane R.等人研究活性污泥法处理酞酚酯废水时发现红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)，用特定的培养基和培养条件研制出了微生物絮凝剂NOC-1，该产品可用于畜产废水处理、膨胀污泥的沉降、瓦厂废水及纸浆废水处理，是目前为止推广的最好的生物絮凝剂。后来，Nakamura J.等又用酱油曲霉(Aspergillus sojae)制备出了生物絮凝剂AJ7002；Takagi H.利用拟青霉属微生物(Paecilomyces sp.I-1)研制出了生物絮凝剂PF101。近几年国内研究者也对一些产絮菌株进行了培养和研究：宫小燕从污水处理厂活性污泥中分离筛选到1株具有稳定絮凝性状的菌株，经初步鉴定为假单胞菌属(Paseudomonas sp.GX4-1)，对影响该菌所产生物絮凝剂的絮凝活性条件进行了初步研究；何宁等研究了谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)产生新型蛋白聚糖类生物絮凝剂REA-11的途径。所有利用纯菌种进行生物发酵产生生物絮凝剂都需要纯菌分离、保藏、接种和扩大培养等一系列配套技术与设备，因此具有制备成本高，操作性要求高的特点。

大连理工大学的周集体等人以城市污水处理厂的脱水污泥为原料，通过超声破碎、丙酮沉淀及冷冻干燥得到微生物絮凝剂。但是，脱水污泥中一般都投加了化学絮凝剂或人工合成有机高分子絮凝剂，且混有无机成分为主的初沉池污泥。而剩余污泥是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体。菌胶团是由微生物分泌的天然有机高分子物质将微生物包覆成的黏性团块。与脱水污泥相比，剩余污泥的生物活性更高，且由于没有投加化学絮凝剂和人工合成有机高分子絮凝剂而不影响其生物可降解性。迄今为止，在国内外尚未见采用超声和阳离子交换树脂复合的方法从剩余污泥中提取生物絮凝剂的报道。

申请号为2011100458618是一种采用阳离子交换树脂法从剩余污泥中提取生物絮凝剂的方法；因阳离子交换树脂的交换作用而使得与污泥絮凝体结合的阳离子被置换出来，从而有利于具有絮凝活性的生物大分子物质的释放。但是它的缺点是所获得的生物絮凝剂产率较低，絮凝活性也较弱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从剩余污泥中提取生物絮凝剂的复合方法。该方法所获得的生物絮凝剂产率高，絮凝活性强，可广泛应用于污水生物处理厂产生的污泥再利用。

为了达到上述目的，本发明采用如下工艺：

A、对阳离子交换树脂进行预处理

将阳离子交换树脂置于饱和食盐溶液中浸泡10-20h，再水洗至流出水不带黄色，然后用质量百分比为1％-10％的NaOH溶液浸泡2-8h后水洗至pH＝6.5-7.5，最后用质量百分比为1％-10％的盐酸浸泡2-8h后水洗至pH＝6.5-7.5，待用；

B、剩余污泥处理