一种利用微生物沉淀形成颗粒污泥处理含铜废水的方法技术

本发明专利技术属于环境保护技术领域，具体为一种利用微生物絮凝形成颗粒污泥处理含铜废水的方法。在含铜废水化学沉淀处理过程中，沉淀物的高效聚集是决定能否形成快速沉降颗粒污泥的关键。为此，我们将具有分支网状的结构，且与微纳粒子之间存在较强的非共价键相互作用的微生物基丝状真菌应用在化学沉淀颗粒污泥的形成过程中，这些丝状真菌成本低，来源广泛，性质稳定，便于大规模应用。活体丝状真菌法和死体丝状真菌法获得的化学沉淀颗粒污泥的沉降速率分别达2.4cm/s和2.5cm/s，均远高于絮状污泥。因此该方法是一种廉价、安全、高效的促进化学沉淀颗粒污泥的形成方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境保护
，具体涉及一种利用微生物絮凝形成颗粒污泥处理含铜废水的方法。
技术介绍
含铜废水处理过程中，污泥的沉降分离性能是一个非常重要的指标，若产生的污泥沉降分离效果差，在后续沉降和运输过程中极易造成污泥反溶，污泥中的铜会重新回到上清液中，使出水水质变差。在化学沉淀法处理含铜废水过程中，形成的污泥一般呈絮状，其沉降速率往往小于1cm/s，难以达到高效固液分离的目的。为了解决这一问题，在化学沉淀处理含铜废水的过程中形成颗粒污泥的方法，可使污泥沉降性能大幅度提高。在化学沉淀颗粒污泥的形成过程中，颗粒间有效并紧密的聚集十分重要，因此絮凝剂的添加是决定能否形成颗粒状污泥的关键之一。之前的研究表明添加高分子聚丙烯酰胺、多糖、氨基酸及它们的复合物作为絮凝剂可有效促进颗粒污泥的形成。但这些絮凝剂通常价格昂贵，聚丙烯酰胺还具有一定毒性，多糖和氨基酸由于分子量较低，形成的颗粒污泥的沉降性能并不十分理想。因此，有必要专利技术一种廉价、无毒、高效的促进化学沉淀物聚集的方法，进而促进沉降性能优异的化学沉淀颗粒污泥的形成。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种利用微生物沉淀形成颗粒污泥处理含铜废水的方法，该方法能够有效在化学沉淀法处理含铜废水处理过程中促进颗粒污泥的形成，是一种廉价、无毒、高效的方法。为实现上述目的，本专利技术是通过以下方式实现的：一种利用微生物沉淀形成颗粒污泥处理含铜废水的方法，直接将活体丝状真菌或死体丝状真菌投加到含铜废水中进行处理。所述的丝状真菌包括曲霉和青霉中的一种或两种。所述的丝状真菌为保藏编号为CGMCCNo.5858的曲霉Aspergillussp.F-1。(该菌株已经进行过专利保藏，并进行过专利申请，属于公众能够获得的生物材料)所述的丝状真菌经过培养成球状，控制直径尺寸为2～3mm，然后调节活体丝状真菌菌液的pH值为8.0～11.0，再用于含铜废水的处理，死体丝状真菌为活体丝状真菌灭活得到。所述的死体丝状真菌的获得与活体丝状真菌相同，但需向培养好的菌丝体中加入戊二醛溶液灭活，加入后的戊二醛浓度为2.5％，室温下静置6h灭活，并调节死体丝状真菌菌液的pH值为8.0～11.0。所述的保藏编号为CGMCCNo.5858的曲霉Aspergillussp.F-1，其培养具体包括以下3个步骤：(1)在37℃下接种曲霉至土豆固体培养基上，培养7天激活，所述的土豆固体培养基获得方法为，土豆用去离子水洗净，再削皮，称取200g切丝，放入1L去离子水中搅拌煮沸30min，再用纱布过滤，并拧干滤布上的滤渣，土豆汁溶解20g葡萄糖、0.5g硫酸镁、1.0g磷酸氢二钾和15g琼脂，配好的土豆汁定容至1L，灭菌后加入至培养皿内，冷却后得平板固体培养基；(2)经激活的曲霉接种至100mL液体土豆培养基内，30℃培养3天，形成疏松的菌丝球，球直径大于4mm，不便于絮凝，采用1500rpm磁力搅拌5～6小时，以打散大菌丝球，所述的土豆液体培养基与土豆固体培养基获得方法相同，但液体培养基不需加入琼脂；(3)取5mL打散的菌液重新接种至100mL液体土豆培养基内，在30℃下培养48小时，形成大量小菌丝球，直径2～3mm，此时获得的丝状真菌菌液的质量浓度约为5.89mg/mL，调节活体丝状真菌菌液的pH值为8.0～11.0。所述的方法中，处理含铜废水时首先采用并流加料控制结晶法对废水中的铜离子进行沉淀，形成沉淀悬浮液，再将获得的活体或死体丝状真菌加至沉淀悬浮液中。采用并流加料控制结晶法对废水中的铜离子进行沉淀的过程：在搅拌速度为400～800rpm条件下，向100～300mL含晶种物质的悬浮水溶液中通过并流加料的方式分别滴加铜离子浓度为100～1000mg/L的含铜废水和浓度为0.01～0.02mol/L的氢氧化钠水溶液；控制含铜废水的滴加速率不超过3mL/min；通过调节氢氧化钠水溶液的滴加速率控制反应体系的pH值为8.0～11.0；反应1小时；所述的晶种物质为氧化铜颗粒；所述的含有晶种物质的悬浮水溶液的固体浓度为0.5～3.0g/L；反应过程中控制反应温度不低于25℃。所述的方法，活体丝状真菌菌液的投加量为≥15mL/100mL沉淀悬浮液，室温下振荡18～36小时，即获得活体丝状真菌化学沉淀颗粒污泥；死体丝状真菌菌液的投加量为≥15mL/100mL沉淀悬浮液，室温下振荡至少24小时，即获得死体丝状真菌化学沉淀颗粒污泥。优选活体丝状真菌菌液的投加量为20mL/100mL沉淀悬浮液；优选死体丝状真菌菌液的投加量为15mL/100mL沉淀悬浮液。需要注意的是，本专利技术菌丝体接种实验均在无菌操作台进行，相关器皿器具经高温高压灭菌后再紫外灭菌30min。采用土豆培养基是因为丝状真菌在土豆培养基内长大后，质地疏松，易于加工。采用三步法获得菌丝体的原因是，第一步固体培养基激活菌种所得的菌的产量极低，必须采用液体培养基扩大培养规模以提高产量。而第二步获得的菌丝球体积过大，不便于絮凝，因此要通过第三步搅散菌丝球，再重新高浓度接种培养，以便获得体型较小的菌丝体，用于高效絮凝。需要指出的是，本专利技术由于活体丝状真菌在振荡过程中还会继续生长，且过度生长不利于颗粒污泥的形成，因此振荡时间不能过长；而死体丝状真菌法中长时间的震荡对颗粒污泥的形成影响不大。丝状真菌具有分支网状的结构，且与微纳粒子之间存在较强的非共价键相互作用，因此有望极大促进化学沉淀物的聚集，替代现有絮凝剂在颗粒污泥形成过程中的作用。此外，丝状真菌还具有如下特点：1)生产成本极低，而且生产过程清洁可持续；2)加工无需昂贵的设备，便于大规模处理；3)丝状真菌的细胞壁主要由生物大分子构成，性质稳定，便于长期保存。因此，本专利技术直接基于丝状真菌形成化学沉淀颗粒污泥用于处理含铜废水，该方法可降低处理成本，获得安全稳定的颗粒污泥。本专利技术涉及的菌株保藏信息：保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号保藏日期：2012.3.7保藏编号：CGMCCNo.5858分类命名：曲霉Aspergillussp.附图说明图1：实施例1中所得活体丝状真菌颗粒污泥的沉降速率及形貌；图2：实施例1中不同活体菌丝条件下铜的去除率；图3：实施例2中所得死体丝状真菌颗粒污泥的沉降速率及形貌；图4：实施例2中不同活体菌丝条件下铜的去除率；具体实施方式以下实施例旨在进一步说明本专利技术，而不是对本专利技术的限定。实施例1在37℃下接种曲霉(CGMCCNo.5858)至土豆固体培养基上，培养7天激活。经激活的曲霉接种至100mL液体土豆培养基内，30℃培养3天。曲霉经3天生长后，形成疏松的菌丝球。采用1500rpm磁力搅拌打散大菌丝球，得到散的菌丝体。取5mL打散的菌液重新接种至100mL液体土豆培养基内，在30℃下培养48小时，形成大量小菌丝球，直径约为2mm，调节活体丝状真本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用微生物絮凝形成颗粒污泥处理含铜废水的方法，其特征在于，直接将活体丝状真菌或死体丝状真菌投加到含铜废水中进行处理。

【技术特征摘要】
1.一种利用微生物絮凝形成颗粒污泥处理含铜废水的方法，其特征在于，直接将活体丝
状真菌或死体丝状真菌投加到含铜废水中进行处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的丝状真菌包括曲霉和青霉中的一种
或两种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的丝状真菌为保藏编号为CGMCCNo.
5858的曲霉Aspergillussp.F-1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的丝状真菌经过培养成球状，控制直
径尺寸为2～3mm，然后调节活体丝状真菌菌液的pH值为8.0～11.0，再用于含铜废水的处理，
死体丝状真菌为活体丝状真菌灭活得到。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的死体丝状真菌的获得与活体丝状真
菌相同，但需向将培养好的活体菌丝体中加入戊二醛溶液灭活，加入后的戊二醛浓度为2.5％。
室温下静置6h灭活，并调节死体丝状真菌菌液的pH值为8.0～11.0。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的保藏编号为CGMCCNo.5858的曲
霉Aspergillussp.F-1，其培养具体包括以下3个步骤：
(1)在37℃下接种曲霉至土豆固体培养基上，培养7天激活，所述的土豆固体培养基
获得方法为，土豆用去离子水洗净，再削皮，称取200g切丝，放入1L去离子水中搅拌煮沸
30min，再用纱布过滤，并拧干滤布上的滤渣，土豆汁溶解20g葡萄糖、0.5g硫酸镁、1.0g
磷酸氢二钾和15g琼脂，配好的土豆汁定容至1L，灭菌后加入至培养皿内，冷却后得平板固
体培养基；
(2)经激活的曲霉接种至100mL液体土豆培养基内，30℃培养3天，形成疏松的菌丝
球，球直径大于4mm，不便于絮凝，采用1500rpm磁力搅拌5～6小时，以打散大菌丝球，
所述的土豆液体培养基与土...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴立元，李青竹，叶丽君，颜旭，王庆伟，闵小波，杨志辉，廖骐，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43