【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理，尤其涉及一种海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法。
技术介绍
1、氮素过量排放是导致水体富营养化的关键因素之一。污水生物脱氮主要依靠微生物的硝化作用与反硝化作用，其中硝化反应是限速步骤。这是由于污水处理厂的活性污泥系统中硝化细菌增长速度慢、世代周期长，以及硝化细菌在活性污泥中数量少、占比小造成的。污水处理厂中硝化细菌的硝化速率较低，导致硝化过程需要较长的水力停留时间才能将氨氮完全去除，进而导致具有脱氮功能的污水处理设施的占地面积较大。在城市土地资源十分紧张的情况下，如果能够提高硝化细菌的硝化速率对于节约土地资源有重要意义。
2、固定化微生物技术是依靠物理或者化学方法将微生物限制在一定空间区域内。该技术可以提高微生物在系统中的数量，减少微生物的流失，同时减弱外界因素对微生物的干扰。目前，固定化微生物技术最常见的固定方法为包埋法。包埋法使用的材料分为合成高分子有机物和天然高分子有机物两大类。其中聚乙烯醇是合成高分子有机物中最常见的载体之一，但是聚乙烯醇以及聚乙烯醇的交联剂硼酸均对微生物有毒害作用，会降低微生物的活性，同时聚乙烯醇作为固定化材料传质性能较差。海藻酸钠是天然高分子有机物中最常见的载体之一，与聚乙烯醇相比，海藻酸钠具有传质性能好和对微生物无毒无害的优势。此外，海藻酸钠在微生物固定化过程中与交联剂氯化钙的反应速度快，所需时间短，可以降低固定化过程使用时间。但是海藻酸钠的机械性能也较差，使用寿命短。
3、因此，开发一种机械性能优良、使用寿命长、对微生物毒害作用小、传质性能好、制备
技术实现思路
1、为实现上述目的，本专利技术提供了一种海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，包括以下步骤：
2、(1)将海藻酸钠制备成海藻酸钠水凝胶；
3、(2)将液体硝化细菌菌剂离心，弃去上清液，将沉淀物加入所述海藻酸钠水凝胶中，搅拌均匀，制得硝化细菌水凝胶混合物；
4、(3)将聚氨酯填料加入所述硝化细菌水凝胶混合物中，搅拌，得到含海藻酸钠和硝化细菌混合液的聚氨酯填料(聚氨酯填料内部含有海藻酸钠和硝化细菌细菌混合液)，加入氯化钙溶液中交联固定，交联固定完成后清洗即可。
5、本专利技术方法的优点是既降低了固定化过程中对细菌的伤害，又提高了细菌固定化载体的机械性能，同时将具有高硝化性能的硝化细菌固定于聚氨酯填料上，可定向提高硝化速率，缩短污水脱氮硝化过程的水力停留时间，为污水处理行业高效脱氮提供技术支持。
6、本专利技术的液体硝化细菌菌剂也可以换成粉末态硝化细菌菌剂，如果是粉末态的硝化细菌菌剂需先用纯净水溶解然后离心，如果是液体菌剂可直接离心。
7、进一步地，步骤(1)中，所述海藻酸钠水凝胶的制备方法如下：将海藻酸钠加入水中，加热搅拌充分溶解后，于室温静置冷却制得海藻酸钠水凝胶；更进一步地，所述海藻酸钠水凝胶的制备方法如下：将海藻酸钠加入装有纯净水的烧杯中加热搅拌，得到海藻酸钠溶液，于室温静置冷却，制得海藻酸钠水凝胶。
8、进一步地，步骤(1)中，海藻酸钠溶液的质量分数为1％。海藻酸钠水凝胶的制备方法优选为：将海藻酸钠加入装有纯净水的烧杯中加热搅拌1h，得到质量分数为1％的海藻酸钠溶液，于室温静置1h，制得海藻酸钠水凝胶。海藻酸钠溶液的质量分数会影响固定后的硝化细菌的硝化速率，本专利技术中限定的海藻酸钠溶液的质量分数是经过筛选后的适宜浓度。
9、进一步地，步骤(1)中，加热搅拌的温度为70℃，转速为120r/min。
10、进一步地，步骤(2)中，所述液体硝化细菌菌剂中硝化细菌为优势菌，其相对丰度为28.39％。硝化细菌菌剂的混合液悬浮固体浓度为3.7g/l(“混合液悬浮固体浓度”表示菌剂中微生物的浓度)。更进一步地，所述液体硝化细菌菌剂中亚硝化单胞菌和亚硝化螺菌为优势菌，其相对丰度分别为27.96％和0.43％。
11、进一步地，步骤(2)中，以干重计，所述硝化细菌水凝胶混合物中硝化细菌菌剂的质量分数为0.37％。
12、进一步地，步骤(2)中，离心时的转速为6000r/min，优选离心10min。
13、进一步地，步骤(3)中，聚氨酯填料的规格为1×1×1cm，孔隙密度为20ppi。
14、进一步地，步骤(3)中，交联固定的时间为2h，所述清洗为交联固定完成后用纯净水冲洗3遍。
15、进一步地，步骤(3)中，氯化钙溶液的质量分数为2％。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
17、(1)本专利技术使用的固定化材料海藻酸钠为天然高分子有机物，固定化过程中对微生物无毒无害，且传质性能好，有利于提高微生物对污染物的处理效果。此外，海藻酸钠与交联剂氯化钙的反应速度快，使得固定化制备过程简单且快速；
18、(2)本专利技术使用的聚氨酯填料为海藻酸钠提供了优良的机械支撑，可以延长其使用寿命，将海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌颗粒投加到反应器中可以稳定使用60d以上；
19、(3)本专利技术固定的微生物中硝化细菌的数量多，占比高，海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的硝化速率能达到9.32mg/(g mlss·h)，将海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌颗粒投加到反应器，反应器启动时间短，且在较短的水力停留时间下就能将氨氮完全氧化去除。
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1.一种海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述海藻酸钠水凝胶的制备方法如下：将海藻酸钠加入水中，加热搅拌，于室温静置冷却制得海藻酸钠水凝胶。
3.根据权利要求2所述的海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，其特征在于，步骤(1)中，海藻酸钠溶液的质量分数为1％。
4.根据权利要求2所述的海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，其特征在于，步骤(1)中，加热搅拌的温度为70℃，转速为120r/min。
5.根据权利要求1所述的海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述液体硝化细菌菌剂中硝化细菌为优势菌，其相对丰度为28.39％。
6.根据权利要求5所述的海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，其特征在于，所述液体硝化细菌菌剂中亚硝化单胞菌和亚硝化螺菌为优势菌，其相对丰度分别为27.96％和0.43％。
7.根据权利要求1所述的海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方
8.根据权利要求1所述的海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，其特征在于，步骤(2)中，离心时的转速为6000r/min。
9.根据权利要求1所述的海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，其特征在于，步骤(3)中，聚氨酯填料的规格为1×1×1cm，孔隙密度为20ppi。
...【技术特征摘要】
1.一种海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述海藻酸钠水凝胶的制备方法如下：将海藻酸钠加入水中，加热搅拌，于室温静置冷却制得海藻酸钠水凝胶。
3.根据权利要求2所述的海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，其特征在于，步骤(1)中，海藻酸钠溶液的质量分数为1％。
4.根据权利要求2所述的海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，其特征在于，步骤(1)中，加热搅拌的温度为70℃，转速为120r/min。
5.根据权利要求1所述的海藻酸钠-聚氨酯填料固定硝化细菌的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述液体硝化细菌菌剂中硝化细菌为...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘国华，袁俊莉，齐鲁，王洪臣，
申请(专利权)人：中国人民大学，
类型：发明
国别省市：
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