[發明專利]一種強化硫酸鹽還原復合細菌包埋生物活性填料制備及應用

有效

• 申請號: 202010375338.0
• 申請日: 2020-05-06
• 公開（公告）號: CN111470615B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 楊宏
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C12N11/04
• 分類號: C12N11/04;C02F3/10;C02F3/34;C02F3/08;C02F101/10
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種強化硫酸鹽還原復合細菌包埋生物活性填料制備及應用，屬于廢水處理領域。包括硫酸鹽還原復合細菌的定向培養強化，包埋原材料組成：PVA 20?30％；硫酸鹽還原細菌培養物50％；硅藻土15?20％；100目的木質活性炭4?6％；碳酸鈣4?5％；其余1％為無機混合物，制備成膠狀包埋料；擠出管條狀擠出物，在飽和硼酸溶液中進行膠聯4小時，清洗，切割，置于5％硫酸鈉溶液中進行浸泡4小時形成最終包埋填料產品。該技術方法的形成為包埋生物活性填料的生產和應用帶來了更為有利的技術基礎條件。

技術領域：

本發明屬于廢水處理領域，特別涉及一種硫酸鹽還原復合細菌培養及包埋生物活性填料制備及應用。

背景技術：

高濃度硫酸鹽含量一直是工業生產，尤其是重金屬礦山開采、金屬冶煉等企業所產生廢水的典型特征，在重金屬礦山開采、金屬冶煉企業所產生的廢水中，同時還含有大量的重金屬。

硫酸鹽還原菌(Sulfate-Reducing Bacteria，SRB)，具有將硫酸鹽的S⁺⁶還原成S^-2的能力，硫一旦被還原后，就可以借助硫氧化細菌將其氧化成S⁰，然后通過混凝沉淀技術，將其從廢水中分離出來，通過此過程不但可以去除硫酸鹽同時還可以回收單質S。含有重金屬的硫酸鹽廢水還可以通過還原形成的S^-2同重金屬離子形成難溶的金屬硫化物，再通過混凝反應將沉淀物分離，從而實現廢水中重金屬的去除。這樣通過SRB就可以實現以廢治廢的良性廢水處理過程。

但是，該反應原理，由于SRB在反應器中很難實現高濃度保留，同時，采用活性污泥法絮體形式和吸附生長生物膜形式存在的SRB細菌，對高濃度硫酸鹽濃度變化和高濃度重金屬毒性作用的抵抗能力有限，致使依據該原理所形成的真正的工藝技術應用少之甚少。

隨著細菌包埋技術的逐漸完善，使硫酸鹽還原技術的應用成為可能，通過大量的實驗證明細菌包埋技術不但解決了SRB細菌的高濃度保持問題，同時處于包埋狀態下的SRB細菌在抵抗各種沖擊負荷方面顯示出極為良好的性能，尤其是對重金屬毒害的影響。

細菌細胞包埋固定化技術可以大幅度提高微生物濃度，常用的包埋材料有:聚乙烯醇(PVA)、瓊脂、K-卡拉膠、明膠、海藻酸鈉、聚丙烯酰胺、聚氨酯等。在上述包埋材料中PVA具有對微生物無毒性、傳質性能好、膠聯后不易被生物分解、性質穩定、機械強度高、壽命長、價格低等特點。通過包埋方法實施的細菌固定化技術，可以實現SRB細菌的定性、定量投加和抵抗沖擊負荷的有效保護。

在包埋技術方法中，目前利用載體成型技術而制作的包埋生物活性填料成為生物填料產品和應用的標注性產品和具有一定先進性的技術(ZL201410137379.0)。該種形式的包埋生物活性填料，在實驗和應用中表現出了優異的性能。但是，由于網狀載體制作技術要求較高、單機產量很難實現高效率，致使生產制作成本和生產效率一直存在問題。

近幾年我們采用(ZL201410137379.0)中的包埋技術方法，制作了硫酸鹽還原包埋生物活性填料，利用網狀直筒形硫酸鹽還原包埋生物活性填料，我們進行了中試和生產性應用試驗，在填料制作和使用過程中發現該填料，在制備工藝過程、制作成本和填料結構形式的復雜程度上存在著較大的提升空間。為了更加適應應用市場需求和增強制作過程中質量的可控性，以及能夠有效提高生產效率，通過不斷地摸索、研究、實驗和總結，形成了本次硫酸鹽還原包埋生物活性填料的制作技術。該技術方法的形成為包埋生物活性填料的生產和應用帶來了更為有利的技術基礎條件。

所以本次發明，對于硫酸鹽還原包埋生物活性填料的制作技術方法和結構形式進行了總結，取得了實質性的進步和提高，新材料的出現為處理工藝的應用帶來了更為有利的條件。

發明內容：

一種強化硫酸鹽還原復合細菌包埋生物活性填料制備方法，其特征在于，包括以下步驟：