去除地下水苯酚污染的介质材料、其制备方法及应用技术

一种去除地下水苯酚污染的介质材料、其制备方法及应用。该介质材料是由菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按质量比1∶0.2～0.4∶0.2～0.4∶0.1～0.2经过菌株培养、催化、混合、固化等一系列过程后形成的平均粒径为0.5～1.5cm的颗粒材料。本发明专利技术的介质材料可有效去除地下水中的苯酚，材料安全环保，使用寿命长，实现了以废治废。

Medium Material for Removing Phenol Pollution from Groundwater, Its Preparation Method and Application

The invention relates to a medium material for removing phenol pollution from groundwater, a preparation method and application thereof. The medium material is a granular material with an average particle size of 0.5-1.5 cm formed by a series of processes, such as bacterial entrapment liquid, manganese sand filter material, modified bentonite and biochar, such as bacterial culture, catalysis, mixing and solidification, according to the mass ratio of 1:0.2-0.4:0.2-0.4:0.1-0.2. The medium material of the invention can effectively remove phenol in groundwater, the material is safe, environmental friendly, has long service life, and realizes waste treatment by waste.

【技术实现步骤摘要】
去除地下水苯酚污染的介质材料、其制备方法及应用
本专利技术属于环保领域中地下水污染修复范畴，具体地涉及一种去除地下水苯酚污染的介质材料、其制备方法及应用。
技术介绍
苯酚是结构最简单、毒性最强的酚类化合物，具有生物毒性，如果进入人体，会导致“三致”——致畸、致癌、致突变作用。苯酚广泛应用于炼油、炼焦、化工、医药等行业，含有苯酚的化工原料的广泛使用，以及该化工原料的存储不当或排放不规范，会造成土壤、地表水和地下水环境污染。地下水是饮用和灌溉的重要水源，地下水遭受苯酚污染将给人类和农作物造成巨大的危害。因此，研究经济高效的地下水苯酚修复技术具有十分重要的意义。在各种地下水修复技术中，介质材料的选择直接影响污染物的去除效果，是修复效果良好与否的关键。目前对地下水中苯酚的修复材料存在方法单一、修复效果不明显、使用寿命短等缺点，因此，亟需开发一种高效、廉价、可去除地下水中苯酚的介质材料。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种去除地下水苯酚污染的介质材料、制备方法及应用，以至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的第一个方面，提供了一种去除地下水苯酚污染的介质材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照质量比为1∶0.25分别称取有机膨润土和硝酸铜，配置硝酸铜溶液，将有机膨润土加入到硝酸铜溶液中，取出有机膨润土放入加热设备中以10℃/min升温至250～300℃，焙烧30～45min，得到改性膨润土；(2)将从锰砂滤料中提取的苯酚降解菌在环境条件为pH＝6.0～7.3、25℃、溶解氧浓度为8.15～8.40mg/L，浓度为1±0.4％的TSB培养基中培养10～24h后，形成活性菌剂；(3)将活性菌剂的OD600值调节至接近1.0，接种至含有0.20～0.45g/LSiO2粉末的100mLMSVP培养基中，吸附15～24h后，以10～20％的体积比加入质量浓度为0.5g/L的100mL海藻酸钠溶液中，得到菌体包埋液；(4)将所述菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按照质量比为1∶0.2～0.4∶0.2～0.4∶0.1～0.2缓慢加入到CaCl2交联液中，交联凝固成团或球，经无菌水洗涤得到固定化颗粒或小球，即为目标产物。其中，步骤(2)中所述锰砂滤料为自来水厂中除锰滤池产生的废锰砂滤料其中，步骤(4)中所述锰砂滤料预先进行冷冻干燥及过筛，平均粒径为50±10μm。其中，步骤(4)中所述生物炭为秸秆生物炭或甘蔗渣生物炭，平均粒径为80±10μm。其中，步骡(4)中目标产物的平均粒径为0.5～1.5cm。作为本专利技术的第二个方面，还提供了一种去除地下水苯酚污染的介质材料，所述介质材料为颗粒状，由菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按一定比例混合反应形成，所述介质材料的平均粒径为0.5～1.5cm，其中菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按质量比计算：菌体包埋液∶锰砂滤料∶改性膨润土∶生物炭＝1∶0.2～0.4∶0.2～0.4∶0.1～0.2。作为优选，所述锰砂滤料为自来水厂中除锰滤池产生的废锰砂滤料；作为优选，所述菌体包埋液为从锰砂滤料中提取的苯酚降解菌经处理后得到；作为优选，所述改性膨润土为有机膨润土经硝酸铜溶液改性得到，其平均粒径为0.2～0.5mm；作为优选，所述生物炭平均粒径为0.5～1mm。作为优选，所述用于去除地下水中苯酚的介质材料对苯酚的去除率在90～95％之间。作为本专利技术的第三个方面，还提供了一种根据如上所述的制备方法制备得到的去除地下水苯酚污染的介质材料。作为本专利技术的第四个方面，还提供了一种根据如上所述的制备方法制备得到的去除地下水苯酚污染的介质材料在治理地下水污染领域的应用。基于上述技术方案可知，本专利技术的介质材料相对于现有技术具有如下优点之一：1、本专利技术的介质材料对苯酚具有较高的吸附特性和降解特性，其去除率在95％以上；2、本专利技术的介质材料安全环保，使用寿命长，可作为修复药剂、填料应用于地下水苯酚污染治理中，并且实现了以废治废。具体实施方式本专利技术公开了一种去除地下水苯酚污染的介质材料的制备方法，主要步骤为：(1)按照质量比为1∶0.1～0.25分别称取有机膨润土和硝酸铜，配置硝酸铜溶液，将有机膨润土加入到硝酸铜溶液中，取出有机膨润土放入加热设备中以10℃/min升温至250～300℃，焙烧30～45min，得到改性膨润土；(2)将从锰砂滤料中提取的苯酚降解菌在环境条件为pH＝6.0～7.3、25℃、溶解氧浓度为8.15～8.40mg/L，浓度为1±0.4％的TSB培养基(胰蛋白胨大豆肉汤培养基)中培养10～24h后，形成活性菌剂；(3)将活性菌剂的OD600值调节至约为1.0，接种至含有0.20～0.45g/LSiO2粉末的100mLMSVP培养基(一种无机盐培养基)中，吸附15～24h后，以10～20％的体积比加入质量浓度为0.5g/L的100mL海藻酸钠溶液中，得到菌体包埋液；(4)将所述菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按照质量比为1∶0.2～0.4∶0.2～0.4∶0.1～0.2缓慢加入到CaCl2交联液中，交联凝固成团或球，经无菌水洗涤得到固定化颗粒或小球，即为目标产物。该制备方法中，锰砂滤料进行冷冻干燥及过筛，平均粒径约为50μm。该制备方法中，生物炭可为秸秆生物炭或甘蔗渣生物炭，平均粒径约为80μm。该制备方法中，最终获得的颗粒状介质材料平均粒径为0.5～1.5cm。本专利技术还公开了一种去除地下水苯酚污染的介质材料，其为颗粒状，是由菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按一定比例经过菌株培养、催化、混合、固化等一系列过程后形成的平均粒径为0.5～1.5cm的颗粒材料，其中，菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按质量比计算：菌体包埋液∶锰砂滤料∶改性膨润土∶生物炭＝1∶0.2～0.4∶0.2～0.4∶0.1～0.2。其中，该锰砂滤料为自来水厂中除锰滤池产生的废锰砂滤料；其中，菌体包埋液从锰砂滤料中提取的苯酚降解菌经处理后得到；其中，改性膨润土为有机膨润土经硝酸铜溶液改性得到，其平均粒径为0.2～0.5mm；其中，生物炭平均粒径为0.5～1mm。经大量测试，该用于去除地下水中苯酚的介质材料对苯酚的去除率在90～95％之间。本专利技术还公开了一种去除地下水中苯酚的介质材料在治理地下水污染领域中的应用。在一个优选实施方式中，本专利技术的去除地下水中苯酚的介质材料的制备方法包括如下步骤：本专利技术的介质材料为颗粒状，是由菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按一定比例经过菌株培养、催化、混合、固化等一系列过程后形成的平均粒径为0.5～1.5cm的颗粒材料。其中，锰砂滤料来自自来水厂中除锰滤池中，经过冷冻干燥及过筛，平均粒径约为50μm；菌体包埋液为从锰砂滤料中提取的苯酚降解菌在环境条件为pH＝6.0、25℃、溶解氧浓度为8.15～8.40mg/L，浓度为1％的TSB培养基中培养12h后，形成活性菌剂，并调节OD600值至约为1.0，接种至含有0.2g/LSiO2粉末的100mLMSVP培养基中，吸附24h后，以10％的体积比加入质量浓度为0.5g/L的100mL海藻酸钠溶液中得到；按照质量比为1∶0.25分别称取有机膨润土和硝酸铜，配置硝酸铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种去除地下水苯酚污染的介质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照质量比为1∶0.25分别称取有机膨润土和硝酸铜，配置硝酸铜溶液，将有机膨润土加入到硝酸铜溶液中，取出有机膨润土放入加热设备中以10℃/min升温至250～300℃，焙烧30～45min，得到改性膨润土；(2)将从锰砂滤料中提取的苯酚降解菌在环境条件为pH＝6.0～7.3、25℃、溶解氧浓度为8.15～8.40mg/L，浓度为1±0.4％的TSB培养基中培养10～24h后，形成活性菌剂；(3)将活性菌剂的OD600值调节至接近1.0，接种至含有0.20～0.45g/L SiO2粉末的100mL MSVP培养基中，吸附15～24h后，以10～20％的体积比加入质量浓度为0.5g/L的100mL海藻酸钠溶液中，得到菌体包埋液；(4)将所述菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按照质量比为1∶0.2～0.4∶0.2～0.4∶0.1～0.2缓慢加入到CaCl2交联液中，交联凝固成团或球，经无菌水洗涤得到固定化颗粒或小球，即为目标产物。

【技术特征摘要】
1.一种去除地下水苯酚污染的介质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照质量比为1∶0.25分别称取有机膨润土和硝酸铜，配置硝酸铜溶液，将有机膨润土加入到硝酸铜溶液中，取出有机膨润土放入加热设备中以10℃/min升温至250～300℃，焙烧30～45min，得到改性膨润土；(2)将从锰砂滤料中提取的苯酚降解菌在环境条件为pH＝6.0～7.3、25℃、溶解氧浓度为8.15～8.40mg/L，浓度为1±0.4％的TSB培养基中培养10～24h后，形成活性菌剂；(3)将活性菌剂的OD600值调节至接近1.0，接种至含有0.20～0.45g/LSiO2粉末的100mLMSVP培养基中，吸附15～24h后，以10～20％的体积比加入质量浓度为0.5g/L的100mL海藻酸钠溶液中，得到菌体包埋液；(4)将所述菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按照质量比为1∶0.2～0.4∶0.2～0.4∶0.1～0.2缓慢加入到CaCl2交联液中，交联凝固成团或球，经无菌水洗涤得到固定化颗粒或小球，即为目标产物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述锰砂滤料为自来水厂中除锰滤池产生的废锰砂滤料。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述锰砂滤料预先进行冷冻干燥及过筛，平均粒径为50±10μm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉新颖，姜永海，席北斗，杨昱，贾永锋，郇环，夏甫，韩旭，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11