在用生物强化的废水处理中用于除氨的壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠制造技术

一种在用生物强化的废水处理中用于除氨的壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠，其中该包括中间苍白杆菌和枯草芽孢杆菌的细菌被固定在壳聚糖包覆的海藻酸钙珠中。一种使用该壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌小球来除氨的废水处理工艺包括在生物反应器中将废水流入物生物处理5‑8小时的步骤。该废水处理工艺还可以包括在废水流入物中预培养该壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌小球6‑12小时的步骤。该废水处理工艺可以在优化参数下进行，其中生物反应器被补充以65‑75％v/v的新鲜的废水流入物；每2‑4小时被补充以碳源；用气泵充气；并且被保持在30‑40℃的温度。

Chitosan coated calcium alginate beads for ammonia removal in wastewater treatment with biological enhancement

【技术实现步骤摘要】
在用生物强化的废水处理中用于除氨的壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠
本专利技术涉及使用细菌例如中间苍白杆菌(Ochrobactrumintermedium)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)的废水处理，更具体地通过生物强化和壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠在优化的参数下用于除氨。
技术介绍
氨氮(NH3-N)含量是氨含量的衡量，主要在乳胶行业、鱼类行业、农业行业和家庭住宅污水中含量高。大量残留氨存留在生产线的水体中，需要在污水处理厂(WWTP)进行处理。最终排放的流出物的质量受到当地政府规定的严格监控和管理。马来西亚环境部(DOE)工业废水排放标准限制了排放的氨氮含量对于标准B为<20mg/L，对于标准A为<10mg/L。工业上有不同的方法来减少污水排放中的氨氮，例如物理方法、化学方法和生物方法。但是，商业生物方法，例如活性污泥，总是用于处理具有氨的废水，因为与物理和化学废水处理系统相比，生物处理往往趋向于对环境友好的且少量维护的。然而，生物方法对于环境因素高度敏感，这影响除氨效率。由于生物反应器中菌的保留时间有限，在没有优化处理参数条件的情况下，DOE标准A下的氨的高的下降百分比是不可能实现的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在单次处理后将氨含量降低至最终浓度小于5mg/L的有效的生物废水处理。本专利技术的另一个目的是利用所选细菌的生物处理的对环境友好的应用在废水处理中除氨。本专利技术的另一目的是通过引入具有潜在生产规模的生物强化来提高生物处理适应性，以用于工业实用性。本专利技术完全或部分地满足了前述目的中的至少一个，其中本专利技术的一个方面描述了用于废水处理中除氨的壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠，其中该细菌，包括中间体苍白杆菌和枯草芽孢杆菌，被固定在壳聚糖包覆的海藻酸钙珠中。本专利技术的另一个方面是，一种使用该壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠来除氨的废水处理工艺，其包括在生物反应器中将废水流入物生物处理5-8小时的步骤。壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠优选地在废水流入物中预培养6-12小时以在生物处理废水流入物之前提供该壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠的生物强化。生物反应器优选地被补充以65-75％v/v的新鲜的废水流入物；每2-4小时被补充以碳源；用气泵充气；并且被保持在30-40℃的温度。从下文所提供的详细描述中，本专利技术的这些和/或其他方面和优点将变得显而易见并且更容易理解。应当理解，详细描述和具体示例虽然表明了本专利技术的优选方面，但仅用于说明目的，并不意图限制本专利技术的范围。附图说明在结合附图研究具体实施方式之后，将认识到本专利技术的其他方面及其优点，其中：图1示出了描绘具有100％补充废水和70％补充废水的使用壳聚糖包覆的珠的10L分批补料反应器中的除氨的线图；图2(a)示出了12小时生物强化后选择性琼脂板(中间苍白杆菌)上的菌落单位的照片；图2(b)示出了12小时生物强化后选择性琼脂板(枯草芽孢杆菌)上的菌落单位的照片；图3示出了描绘工业中试规模处理试验中除氨的线图。具体实施方式在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程和/或组件，以免模糊本专利技术。本专利技术涉及使用细菌例如中间苍白杆菌和枯草芽孢杆菌的废水处理，更具体地通过生物强化技术和壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠在优化的参数下用于除氨。一种在废水处理中用于除氨的壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠，其中该细菌，包括中间苍白杆菌和枯草芽孢杆菌，被固定在壳聚糖包覆的海藻酸钙珠中。由其除氨效率，选择从废水中本土分离的中间苍白杆菌和枯草芽孢杆菌。壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠在废水处理中的应用有助于克服所选细菌在温度、pH值和有害化学残留物的存在不断波动的现有的恶劣工业处理环境中适应的困难。此外，在现有系统中与本土微生物对养分和存活的竞争也严重降低了生物处理的性能和可持续性。将细菌固定在海藻酸钙珠中保护所选细菌免受恶劣环境影响，从而防止处理系统内的菌损失。细菌珠的壳聚糖包覆进一步用作珠接种到系统中的保护层。随同壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠的应用一起还引入了生物强化过程，以用废水预培养细菌珠和使细菌珠适应废水来更加有效地进行生物处理。一种用于从废水中除氨的壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠的制备方法，包括如下步骤：(a)将含有中间苍白杆菌和枯草芽孢杆菌的菌球混合到海藻酸钠溶液中；(b)将海藻酸钠细菌混合物等分到选定的模具中；(c)将模具浸入0.05-1M氯化钙(CaCl2)溶液中；(d)从模具中挤压出海藻酸钠细菌混合物以形成海藻酸钙细菌珠，其中海藻酸钙细菌珠可以进一步浸入0.05-1M氯化钙(CaCl2)溶液中1-2小时以强化海藻酸钙细菌珠；和(e)将海藻酸钙细菌珠浸入壳聚糖溶液中，用于壳聚糖包覆，以生成壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠。该壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠的制备方法，还可以包括如下步骤：(f)以80-120rpm连续摇动壳聚糖溶液中的海藻酸钙细菌珠30-60分钟；(g)用0.01-10％w/v的蛋白胨溶液洗涤壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠；和(h)将壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌保持在4℃的蛋白胨溶液中储存。海藻酸钠溶液优选地通过将15-25g/L的海藻酸钠粉末混合到无菌蒸馏水(dH2O)中来制备；然后温和加热至50-90℃以完全溶解海藻酸钠粉末，然后冷却至室温。壳聚糖溶液优选地通过以下方法制备：将0.1-5％w/v的壳聚糖粉末溶解在用0.5-2％v/v的冰醋酸酸化的无菌蒸馏水(dH2O)中；通过加入0.5-2M氢氧化钠(NaOH)将溶解的壳聚糖溶液的pH调节至5.7-6.0；并且过滤调节过pH的壳聚糖溶液。将包括中间苍白杆菌和枯草芽孢杆菌的本土分离细菌在胰蛋白酶大豆液体培养基(TSB)中在25-40℃、150-180rpm下生长过夜，直至在600nm处测得的光密度(OD600)为至少1.0。然后将生长的细菌培养物在冷冻超速离心机中以6000-9000rpm离心5-10分钟以获得细菌细胞微丸。用最小量的无菌盐水(0.9％NaCl)重悬细菌细胞微丸，并混合之前的珠产物。本专利技术的另一个方面是，一种使用该壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠的废水处理工艺，其包括在生物反应器中将废水流入物生物处理5-8小时的步骤。壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠优选地在废水流入物中预培养6-12小时以在生物处理废水流入物之前提供该壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠的生物强化。生物反应器优选地被补充以65-75％v/v的新鲜的废水流入物，每2-4小时被补充以碳源，用气泵充气，并且被保持在30-40℃的温度。在优选实施例中，用生物强化的壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠对新鲜的工业废水流入物生物处理6小时，补充70％(v/v)新鲜的流入物，在处理的第0小时和第3小时补充以糖蜜(C/N＝20:1)作为碳源，用气泵充气，温度为35℃并且使用热量计每小时测量氨氮(A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在废水处理中用于除氨的壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠，其中所述细菌包括/n中间苍白杆菌；和/n枯草芽孢杆菌/n其被固定在壳聚糖包覆的海藻酸钙珠中。/n

【技术特征摘要】
20180809 MY PI20187028191.一种在废水处理中用于除氨的壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠，其中所述细菌包括
中间苍白杆菌；和
枯草芽孢杆菌
其被固定在壳聚糖包覆的海藻酸钙珠中。


2.一种使用权利要求1中所述的壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠来除氨的废水处理工艺，其包括在生物反应器中将废水流入物进行生物处理5-8小时的步骤。


3.根据权利要求2所述的使用壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠来除氨的废水处理工艺，还包括在所述废水流入物中预培养所述壳聚糖包覆的海藻酸钙细菌珠6-12小时以在生物处理所述废水流入物前提供所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王顺福，严怡薇，叶佩雯，罗礼铭，马拉克·哈桑·阿里·么斯拉帝，露碧妮·纳达拉基恩，关友仁，谢美玲，
申请(专利权)人：贺特佳研究私人有限公司，
类型：发明
国别省市：马来西亚;MY