專利名稱：一種生物絮凝劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用微生物制備生物絮凝劑的方法，涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
絮凝沉降法在水處理中占有極其重要的地位，國內(nèi)外的工業(yè)廢水處理，
使用絮凝沉降法的比例占60%-75%,而自來水工業(yè)幾乎100%使用絮凝法作 為凈水手段。目前廣泛應(yīng)用于水處理中的絮凝劑主要有無機高分子絮凝劑 和有機高分子絮凝劑。由于無機絮凝劑一般用量較大且易對環(huán)境產(chǎn)生二次 污染，如聚合鋁系列的鋁離子會對人類健康產(chǎn)生危害；而有機高分子絮凝 劑(如聚丙烯酰胺)的殘留物不易被微生物降解，且其單體具有強烈的 神經(jīng)毒素和"三致，，(致畸形、致突變、致癌)效應(yīng)。美、英等國對有機高 分子絮凝劑的使用做出嚴格限制，限制有機高分子絮凝劑的最大投加量。 相比之下，天然生物高分子絮凝劑(如殼聚糖、淀粉衍生物、明膠等)是從 自然物中提取并稍經(jīng)化學(xué)改性處理的物質(zhì)，使用這類絮凝劑，具有無毒或 低毒、無二次污染的特點，但其絮凝活性低，單獨用于絮凝凈化的效果也 不理想。微生物絮凝劑是由微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物組成，有良好的絮凝沉淀 性能，具有生物可降解性、安全無毒，對生態(tài)環(huán)境也不產(chǎn)生污染。能用于生 產(chǎn)絮凝劑的微生物種類多、生長快、易于實現(xiàn)工業(yè)化，用微生物生產(chǎn)絮凝 劑具有廣闊的發(fā)展前景，可廣泛應(yīng)用于自來水、工業(yè)廢水、城市污水的處 理中，是目前極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦透咝Лh(huán)保型材料。
經(jīng)檢索，在該領(lǐng)域的相關(guān)專利有①由節(jié)桿菌制備生物絮凝劑的方法 (申請?zhí)枮?00310105515. X )，從其生產(chǎn)的培養(yǎng)基組成來看，成本相對較高， 對廢水處理的pH在6-9，作用范圍相對較窄，其絮凝沉淀效果不清楚。②
一種鞘鞍醇桿菌及用它制備糖蛋白類生物絮凝劑的方法(申請?zhí)枮?br> 200410023988.X),該絮凝劑的絮凝效果相對較低，成本較高；③從諾卡氏 菌制備的一種生物絮凝劑(申請?zhí)枮?1108045. 0)，其絮凝效果相對較低； ④利用豆渣生產(chǎn)微生物絮凝劑的生產(chǎn)菌及其生產(chǎn)工藝(申請?zhí)枮?200610031485.6 )，該發(fā)明是由多粘類芽孢桿菌制備生物絮凝劑，其生產(chǎn)工 藝相對復(fù)雜，對高齡土的絮凝率達到94%,絮凝效果相對較低；⑤利用生物 制氫廢液制取生物絮凝劑的方法(申請?zhí)枮?00410044040. 2 )，該發(fā)明在絮 凝效果試驗中以無機絮凝劑氯化鋁為助凝劑，而氯化鋁本身就是絮凝效果 很好的絮凝劑，因此，并沒有體現(xiàn)出該發(fā)明絮凝劑的絮凝效果。
在以上專利申請中普遍存在有所制備絮凝劑的絮凝效果不高的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用曲霉制備絮凝劑 的方法，能獲得高效的微生物絮凝劑，并具有生產(chǎn)條件簡單、成本低的優(yōu)點。
本發(fā)明所提出的用曲霉制備絮凝劑的方法，是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)
先配制發(fā)酵培養(yǎng)液，其組成的重量百分比為玉米淀粉3°/。~6%，尿素 0. 03%~ 0. 06%,硫酸銨G. 4%~0. 6%,氯化鈉0. 05% ~ 0. 1%,磷酸氬二鉀 0. 05% ~ 0. 1%,磷酸二氫鉀0. 1% ~ 0. 4%,加水至所需體積；
于發(fā)酵培養(yǎng)液中接種曲霉菌種子液，在溫度28 30。C、 pH6~7、通氣 條件下攪拌發(fā)酵培養(yǎng)48 60小時；將發(fā)酵液過濾、濃縮(可采用超濾濃縮 或薄膜濃縮)，在濃縮液中加入乙醇，使乙醇終濃度為60~68%，室溫下靜 置半小時以上，離心分離，將沉淀物用乙醇洗滌l-2次后，真空干燥，得 淺黃褐色絮凝劑制品。
由以上可以看出，本發(fā)明通過對曲霉菌發(fā)酵條件的選擇，使制備方法 具有生產(chǎn)條件簡單、成本低廉的優(yōu)點。所制備的生物絮凝劑適用于含顆粒 狀雜質(zhì)或污物的污水處理，例如生活污水、造紙污水，尤其對pH5~10范 圍內(nèi)的污水有較好的處理效果。使用方法與其他水處理絮凝劑的使用方法
相同，用量根據(jù)不同處理對象有所不同， 一般在0. 1%。~0. 3%。范圍。本發(fā)
明所制備的絮凝劑經(jīng)對污水絮凝處理證明，其具有絮凝效果好、用量低、
對環(huán)境無污染的優(yōu)點。用本發(fā)明所制備的絮凝劑經(jīng)對濃度為0. 5%的高齡土 檢測，絮凝率達98°/。；經(jīng)西安市臨潼區(qū)環(huán)境監(jiān)測站檢測，其對生活污水絮凝 率達97%,對造紙廠中斷水絮凝率達92°/。，與聚合氯化鋁比較，具有絮凝速 度快，用量低，絮凝效果好，且對人體無毒害作用的優(yōu)點。
本發(fā)明制備絮凝劑的收率在2~3%，為淺黃褐色粉末，易溶于水，主 要成分為蛋白質(zhì)和多糖；具有絮凝活性高、用量少、絮凝速度快的優(yōu)點。 該絮凝劑用法與一般絮凝劑相同，適用溫度為1Q 8(TC，高于或低于這個 溫度，活性有所下降；pH 5~10,適用范圍寬；用量根據(jù)不同處理對象有 所不同， 一般在0. 1%。 ~ 0. 3%。。
該絮凝劑應(yīng)用后，通過環(huán)保部門監(jiān)測，絮凝效果比較理想，并證明該 產(chǎn)品具有以下特點當(dāng)^殳加量為0. 1%。 ~ 0. 2%。時，對西安市臨潼區(qū)臨河生 活污水絮凝率達97%， COD的去除率達93"/。；對西安市漢興紙業(yè)有限^^司造 紙污水絮凝率達92%, COD的去除率達87。/。；其用量比該公司現(xiàn)用的聚合氯 化鋁低，絮凝速度相對聚合氯化鋁快。
具體實施例方式
本發(fā)明制備生物絮凝劑所選用的曲霉菌為醬油曲霉菌(Aspergillus sojae),由陜西省微生物研究所購得。該菌的主要特征在查氏培養(yǎng)基上 菌落較大，直徑為1. 5~2. Ocm,質(zhì)地疏松，呈現(xiàn)絨毛狀，菌絲為白色，成熟 后孢子顏色為灰綠色；在顯微鏡下觀察，菌絲透明，有分枝和分隔，有分 生孢子梗，能產(chǎn)生分生孢子。其種子培養(yǎng)液可按以下組份(重量百分比) 配制玉米淀粉3% ~ 5%，尿素0. 03% ~ 0. 06%,酵母膏0. 04% ~ 0. 06%,氯化 鈉0. 05% ~ 0. 06%，磷酸氬二鉀0. 1% ~ 0. 2%,磷酸二氬鉀0. 2% ~ 0. 4%,加水 至所需體積。
實例1、
按重量百分比配制搖床培養(yǎng)基，其組成為玉米淀粉4%， 尿素Q. 04%, 硫酸銨0. 5%， 氯化鈉0. 06%， 磷酸氫二鉀0. 1%, 磷酸二氫鉀0. 3%,加 自來水至3L,配成液體發(fā)酵培養(yǎng)基。將培養(yǎng)基分裝于1L搖瓶內(nèi)，每瓶裝培 養(yǎng)基300ml，按照培養(yǎng)液重量的3°/。接種醬油曲霉菌種子液，在溫度29。C、 pH6、通氣條件下培養(yǎng)50小時，搖床轉(zhuǎn)數(shù)為140rpm,觀察搖瓶內(nèi)液體清亮、 固體物均勻則培養(yǎng)完成。
將發(fā)酵液過濾、濃縮(采用薄膜濃縮流速100L/h,溫度60°C )至1L, 向濃縮液攪拌加入95%乙醇，使乙醇終濃度為66%,室溫靜置半小時后，離 心分離，將沉淀物用乙醇洗滌1次，真空干燥，得淺黃褐色絮凝劑制品87g。
檢測絮凝效果取3組裝有0. 5°/。高嶺土溶液的檢測瓶，1組加0. 01% 的本發(fā)明絮凝劑，2組加0. 2%的聚合氯化鋁，3組為不加絮凝劑的高嶺土懸 浮液對照。充分搖勻后靜置5分鐘，用752N型分光光度計在550nm處分別 測定上清液的光密度。通過絮凝率來表示絮凝活性，公式如下 絮凝率(％)=(人-B)/Ax麵
A:不加絮凝劑對照的上清液在550nm處的光密度值 B:加絮凝劑溶液的上清液在550腿處的光密度值 經(jīng)測定，對0. 5。/。的高嶺土懸浮液，本發(fā)明微生物絮凝劑的絮凝率為
98%，聚合氯化鋁的絮凝率為95%。
實例2、
按重量百分比配制20L發(fā)酵液，其組成為玉米淀粉5%，尿素O. 05%, 硫酸銨Q. 6%,氯化鈉0. 08%,磷酸氬二鉀Q. 1%，磷酸二氬鉀0. 4%，加水至 所需體積。再按發(fā)酵培養(yǎng)液體積5%接種醬油曲霉菌種子液，在溫度30。C、 pH7、攪拌條件下通氣培養(yǎng)58小時。
將發(fā)酵液過濾、濃縮(采用超濾濃縮)至約5L,在濃縮液中攪拌加入 無水乙醇，使乙醇終濃度為63%，室溫下靜置半小時以上，離心分離，將沉 淀物用乙醇洗滌2次，真空干燥，得絮凝劑粗品468g。
對西安市臨潼區(qū)臨河生活污水的絮凝處理按加0. 015%的本發(fā)明絮凝 劑和加0. 3%的聚合氯化鋁及不加絮凝劑的對照，將檢測分為3個組。充分 搖勻后靜置30分鐘，用"2N型分光光度計在550nm處測定其上清液的光 密度。經(jīng)測定，對生活污水，本發(fā)明微生物絮凝劑的絮凝率為97%， COD的 去除率達93°/。；聚合氯化鋁的絮凝率為85°/。， COD的去除率達90。/。。 實例3、
按重量百分比配制23L發(fā)酵培養(yǎng)液，其組成為玉米淀粉6%,尿素 0. 06%，硫酸銨0. 6%，氯化鈉0. 1%,磷酸氬二鉀0. 1%,磷酸二氫鉀0. 4%, 加水至所需體積。再按發(fā)酵液體積5。/。接種醬油曲霉菌種子液，在溫度30°C、 pH7、攪拌通氣培養(yǎng)55小時。
將發(fā)酵液過濾、濃縮(采用薄膜濃縮)至約4. 6L，在濃縮液中攪拌加 入無水乙醇，使乙醇終濃度為60%,室溫下靜置半小時以上，離心分離，將 沉淀物用乙醇洗滌1次，真空干燥后得絮凝劑粗品613g。
對西安市漢興紙業(yè)有限公司造紙中斷水的絮凝處理按加0. 02%的本發(fā) 明絮凝劑和加0. 5%的聚合氯化鋁及不加絮凝劑的對照，將檢測分為3個組。 充分搖勻后靜置30分鐘，用752N型分光光度計在550nm處測定其上清液 的光密度。經(jīng)測定，對造紙污水，本發(fā)明微生物絮凝劑的絮凝率為92%， COD 的去除率達87%;聚合氯化鋁的絮凝率為84% , COD的去除率達78%。
權(quán)利要求
1、 一種生物絮凝劑的制備方法，其特征在于，于發(fā)酵培養(yǎng)液中接種曲霉菌種子液，在溫度28 30。C、 pH6~7、通氣條件下攪拌發(fā)酵培養(yǎng)48 ~ 60 小時；將發(fā)酵液過濾、濃縮，在濃縮液中加入乙醇，使乙醇終濃度為60 ~ 68%，室溫下靜置后，離心分離，將沉淀物用乙醇洗滌l-2次，真空干燥， 得絮凝劑制品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)液組 成的重量百分比為玉米淀粉3%~ 6%，尿素0. 03% ~ 0. 06%,硫酸銨0. 4% ~ 0. 6°/。，氯化鈉0. 05% ~ 0. 1%,磷酸氬二鉀0. 05% ~ 0. 1%,磷酸二氪鉀0. 1% ~ 0.4%，加水至所需體積。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的曲霉菌為醬 油曲霉菌。
全文摘要
一種生物絮凝劑的制備方法，本發(fā)明的特點是，采用曲霉菌發(fā)酵培養(yǎng)，在溫度28～30℃、pH6～7、通氣條件下攪拌發(fā)酵培養(yǎng)48～60小時；將發(fā)酵液過濾、濃縮，在濃縮液中加入乙醇，靜置后離心分離，將沉淀物用乙醇洗滌后，真空干燥，得淺黃褐色絮凝劑粗品。本發(fā)明制備方法具有生產(chǎn)條件簡單、成本低廉的優(yōu)點。所制備的生物絮凝劑適用于含顆粒狀雜質(zhì)或污物的污水處理，用量一般在0.1‰～0.3‰范圍。經(jīng)對污水絮凝處理證明，與已有技術(shù)相比，具有絮凝效果好、絮凝速度快、用量低、對環(huán)境無污染、且對人體無毒害作用的優(yōu)點。
文檔編號C02F1/52GK101121920SQ20071001839
公開日2008年2月13日 申請日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者岳淑寧, 強 張, 張紅艷, 李世強, 李忠玲, 濤 秦, 阮祥穩(wěn), 齊 馬 申請人:陜西省科學(xué)院酶工程研究所