[发明专利]一种球状微生物载体的制备方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别是涉及一种球状微生物载体的制备方法及其装置。这种微生物载体用于处理例如工业废水、生活污水等化学需氧量及氨氮高的微生物接触式污水处理装置及微生物反应器，更详细地说，尤其是可适用于流化床应用中。

背景技术

在工业废水、生活污水处理中，生化处理技术相比其他处理技术而言更为经济，技术也更为成熟，但存在着菌体浓℃难以持续提高、易流失、被淘汰等问题，而将特定的微生物菌体固定在某种载体中成为了一种行之有效的解决办法。目前应用较多的有吸附固定法和包埋固定法两种，包埋固定法相较于吸附固定法更容易活化菌体且稳定性更强。喷雾干燥造粒、挤压造粒、流化床干燥造粒、冷冻干燥造粒均是现有的方法，用于将包埋固定化载体成型的方法主要有块体成型、管成形、片成形，这几种成型的载体再经过切割形成较小的块状粒体，而滴液造粒成型的载体直接成为球形或椭球形粒体。将生物载体置于生化水处理反应器中应用时，生物载体相互碰撞摩擦，块状粒体由于棱角分明磨损率较大，强度降低，使用年限受到影响。球形、椭球形粒体更能保持本身形体不变，磨损率较低、能够保持较长时间的强度。目前能够做到批量化生产的球状微生物载体的制备方法及装置尚未见报道。

发明内容

本发明目的是，解决球状微生物载体制备的技术问题，提供一种球状微生物载体的制备方法及其装置，能够用一种低成本高效处理并批量化制备的方法来制作球状微生物载体，使得该载体在应用时具有较好的稳定性及持久性，利于微生物载体整体发挥功效，且有相当好的强度，保证一定时间的使用寿命和效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种球状微生物载体的制备方法，设有胶体溶解单元通过加热将微生物载体物质溶解成胶体；后道的菌胶混合单元将微生物菌体与胶体混合均匀；菌胶混合液通过液滴造粒器形成均匀的球状液滴滴入固定化溶液中；固定化溶液将菌胶液滴聚合凝胶化成固体球状微生物载体。

所述的载体物质为聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅、水，聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅与水的质量比为5～8：0.3～0.6：0.4～0.8：100。

所述的固定化溶液含有硼酸、三氧化二铝、碳酸氢钠，硼酸、三氧化二铝与水的质量比为10～15：0.5～1：250。碳酸氢钠调节固定液的pH值，使固定液的pH处于3-5。

所述的液滴造粒器底部均匀开孔，孔径1mm～10mm，内置旋转刮泥板，目的是防止菌胶混合液出现分层导致菌胶比例不均衡，同时防止菌体颗粒堵塞孔口。旋转刮泥板贴近造粒器底部均匀开孔面，菌胶混合液通过均匀开孔面靠重力滴下后，形成球状液滴，落入下方的固定液中，固定化成固体颗粒。尤其是适用于2mm～5mm粒径的造粒。

所述的胶体与微生物菌体混合时的温度降至45℃以下。

所述的微生物菌体投加量为胶体溶液质量的1％～5％。

所述的菌胶液滴在固定液中固化成球后，即转移至2～15℃的环境中继续固定12h以上。

本发明构建一套由胶体溶解单元、菌胶混合单元、液滴造粒器和固定液单元组成的装置，在胶体溶解单元通过加热将载体物质溶解成胶体；胶体进入菌胶混合单元降温后与微生物菌体混合；混合好后的菌胶混合液通过液滴造粒器形成均匀的球状液滴滴入固定液单元中；球状液滴在固定液单元内聚合凝胶化成固体的球状微生物载体。

所述的载体物质为聚乙烯醇、海藻酸钠、二氧化硅，在胶体溶解单元将这些物质溶于水，因聚乙烯醇、海藻酸钠在常温下较难溶解，可采用水浴或者油浴加热的方式对其进行加热溶解，水浴和油浴的温度可设置达到100℃及以上，但是内部胶体溶液的温度需控制在99℃以下，以免胶体沸腾溅出。该温度可通过设置温度传感器进行自动控制。二氧化硅可与聚乙烯醇、海藻酸钠一起在胶体溶解单元内溶解，也可在菌胶单元内待胶体溶液降温后进行混合溶解。聚乙烯醇含量占水质量的5％～8％，海藻酸钠含量占水质量的0.3％～0.6％，二氧化硅含量占水质量的0.4％～0.8％。