一种微生物/光催化复合降解系统及其制备方法技术方案

一种微生物/光催化复合降解系统的制备方法，它由二氧化钛光催化微球与海藻酸钠包埋的近平滑假丝酵母菌菌剂组成。在处理深度较深、透光性差的苯酚污水时，该体系仍然能够有效地降解废水中的苯酚、满足工业需求，这样的组合使得二氧化钛在正常发挥光催化作用时也不影响苯酚降解菌的生物活性。

A Microbial/Photocatalytic Degradation System and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种微生物/光催化复合降解系统及其制备方法本专利技术是专利申请号201810985203.9、专利技术名称为“一种全天候复合光催化协同体系及其制备方法”的分案申请。
本专利技术涉及污水处理
，具体涉及一种微生物/光催化复合降解系统及其制备方法。
技术介绍
诸多光催化剂中，尤其是纳米TiO2在催化降解水中及空气中的有机污染物领域表现出来的性能优势引起了研究者的广泛关注，且它具有无毒，化学性质稳定，而且其具有对污染物降解没有选择性、催化活性高等特点，虽然大多数二氧化钛只能吸收占太阳光全光谱能量5%左右、催化效率低，但因其显著的优势各大研究团队纷纷对其展开进一步研究，如中国专利CN106824152A报道了一种二氧化钛，为锐钛矿型和无定型的二氧化钛组成，大大提高了光催化效率；目前科研人员对二氧化钛等光催化剂的微观结构组成研究出发，开发具有量子效率更高的光催化剂，为光催化剂的实际商业生产运用提出了可行的方案。但光催化剂只能在光的激发下起到催化作用，各种光催化剂中，纳米二氧化钛光催化剂在紫外光的激发下发挥催化作用将一些毒性大、生物难降解的有机污染物彻底降解为无毒的无机小分子。然而，在有机污水处理领域，光照条件不好情况比如污水水深、夜晚时候，这时二氧化钛光催化剂几乎不发挥催化作用、大大影响了有机污水的催化降解性能。含苯酚废水对生物体具有毒害作用，而且很难被降解，通过皮肤、黏膜的接触不经肝脏解毒直接进入血液循环，致使细胞被破坏并失去活力。水中苯酚含量达5-10mg/L时，会引起鱼类大量死亡，用含苯酚废水灌溉农田，也会使农作物减产或枯死。目前国内外已分离出一些苯酚降解菌主要包括细菌和真菌两大类。细菌主要包括假单胞菌属、芽孢杆菌属、产碱菌属和红球菌属；真菌主要包括酵母菌属、假丝酵母属和不动杆菌属等，且具有较好的降解苯酚效果。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种实用性强、催化降解苯酚污水效果好的微生物/光催化复合降解系统。本专利技术另一目的在于提供上述复合降解系统的制备方法。本专利技术目的通过如下技术方案实现：一种微生物/光催化复合降解系统，其特征在于：它由二氧化钛光催化微球与海藻酸钠包埋的苯酚降解菌剂组成，二氧化钛光催化微球与上述海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂质量份比为5～9：0.5～3。在处理深度较深、透光性差的苯酚污水时，该体系仍然能够有效地降解废水中的苯酚、满足工业需求；所述苯酚降解菌为近平滑假丝酵母菌（Candidaparapsilosis）为GIM2.190。具体地说，上述海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂是将含有海藻酸钠、碳酸氢钠底物、近平滑假丝酵母菌菌体的悬浮液，用并行微通道反应器制备成为尺寸均匀的悬浮液滴；将制得的悬浮液滴在CaCl2溶液中反应得到的；优选地，为了更好地保持近平滑假丝酵母菌的生物活性、同时更好地成球形维持在废水中的均匀悬浮状态，所述悬浮液中，海藻酸钠质量浓度优选为3-4%、所述碳酸氢钠质量浓度优选为2.5-3.5%、所述近平滑假丝酵母菌菌体浓度优选为0.3-0.4mg/ml，所述CaCl2溶液中CaCl2的质量浓度优选为10-20%；所述悬浮液与CaCl2溶液的体积比为1:100-1000。为了更进一步提高本专利技术复合光催化体系的稳定性，上述海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂还采用二氧化硅纳米球负载；所述二氧化硅纳米球与海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂的质量比为1:0.3-0.5。更优选地，上述二氧化硅纳米球负载的海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂做正电荷化处理；上述二氧化钛光催化微球正电荷化处理。本专利技术复合光催化体系有效解决了微生物与纳米光催化剂无法共存的技术难题，同时实现了该复合体系分散均匀、不团聚，体系稳定性能优异、放置1个月以上也不会出现沉降现象、团聚现象以及在透光性较差环境无法有效降解苯酚废水等问题。一种微生物/光催化复合降解系统的制备方法，其特征在于：将含有海藻酸钠、碳酸氢钠底物、近平滑假丝酵母菌菌体的悬浮液，用并行微通道反应器制备成为尺寸均匀的悬浮液滴；将制得的悬浮液滴在CaCl2溶液中反应得到海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂；与二氧化钛微球混合制得。上述二氧化钛光催化微球与上述海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂质量份比为5～9：0.5～3。上述悬浮液中，海藻酸钠质量浓度优选为3-4%、所述碳酸氢钠质量浓度优选为2.5-3.5%、所述近平滑假丝酵母菌菌体浓度优选为0.3-0.4mg/ml，所述CaCl2溶液中CaCl2的质量浓度优选为10-20%；所述悬浮液与CaCl2溶液的体积比为1:100-1000。上述二氧化钛微球颗粒按如下制得：将十六烷基胺溶解到无水乙醇中，然后加入KCl溶液，在水浴搅拌器中常温搅拌，加入钛酸异丙酯，常温搅拌得到的白色二氧化钛悬浊液在常温下静置，然后用过滤器收集二氧化钛微球颗粒，并用无水乙醇清洗二氧化钛微球颗粒；为了控制微球颗粒的形成，需要严格控制温度的范围，温度范围在15℃-20℃最佳。进一步优选地，一种微生物/光催化复合降解系统的制备方法，按如下步骤：（1）、将含有海藻酸钠、碳酸氢钠底物、近平滑假丝酵母菌菌体的悬浮液，120cm/min流速用并行微通道反应器制备成为尺寸均匀的悬浮液；将制得的悬浮液滴在CaCl2溶液中反应得到海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂；所述悬浮液中，海藻酸钠质量浓度为3%、所述碳酸氢钠质量浓度为3.5%、所述近平滑假丝酵母菌菌体浓度为0.4mg/ml，所述CaCl2溶液中CaCl2的质量浓度为15%；所述悬浮液与CaCl2溶液的体积比为1:600。（2）、二氧化硅负载海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂的制备：将步骤（1）制备的海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂配成悬浮菌液与纳米二氧化硅球体混合并搅拌，使菌液均匀地吸附、固定在纳米球的孔隙中；所述纳米二氧化硅球体粒径为30-50nm，比表面积1000-1500m2/g，孔溶剂为0.05-1.8ml/g；（3）、将上述制得的二氧化硅负载海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂与二氧化钛微球混合制得复合光催化体系；所述二氧化钛光催化微球与所述二氧化硅负载海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂质量份比为7：2。更进一步优选地，将上述二氧化硅载体先进行正电荷化处理；以及先将上述二氧化钛微球正电荷化处理。具体地说，上述二氧化硅载体先进行正电荷化处理，是在上述步骤（2）中，将纳米二氧化硅球体分散于无水甲苯中，室温下充分搅拌，加入N-三甲氧基硅基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵的甲醇溶液，在0.3-0.5MPa、80-85℃下反应6-8小时；混合溶液离心，离心后得到的固体用乙醇和水清洗，60-90℃烘箱中烘干过夜即得正电荷化纳米二氧化硅球体。具体地说，将上述二氧化钛微球正电荷化处理：将二氧化钛微球颗粒溶于无水乙醇中，超声处理，加入ATPES硅烷偶联剂，水浴搅拌回流反应；然后用去离子水清洗制得。本专利技术采用的近平滑假丝酵母菌可购自广东省微生物菌种保藏中心（GDMCC）、保藏编号为GIM2.190。本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术二氧化钛微球/苯酚降解菌复合体系有效解决了活体微生物与纳米光催化剂无法共存的技术难题，在光照条件下二氧化钛微球、苯酚降解菌同时正常发挥对苯酚的降解、实现对苯酚的协同高效降解。本专利技术体系中苯酚降解菌无论在光照条件好及光照条件差的苯酚废水水体中，其都具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微生物/光催化复合降解系统的制备方法，其特征在于：（1）、将含有海藻酸钠、碳酸氢钠底物、近平滑假丝酵母菌菌体的悬浮液，以120cm/min左右的流速用并行微通道反应器制备成为尺寸均匀的悬浮液；将制得的悬浮液滴在CaCl2溶液中反应得到海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂；所述悬浮液中，海藻酸钠质量浓度为3%、所述碳酸氢钠质量浓度为3.5%、所述近平滑假丝酵母菌菌体浓度为0.4mg/ml，所述CaCl2溶液中CaCl2的质量浓度为15%；所述悬浮液与CaCl2溶液的体积比约为1:600；（2）、二氧化硅负载海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂的制备：将步骤（1）制备的海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂配成悬浮菌液与纳米二氧化硅球体混合并搅拌，使菌液均匀地吸附、固定在纳米球的孔隙中；所述纳米二氧化硅球体粒径为30‑50nm，比表面积1000‑1500m

【技术特征摘要】
1.一种微生物/光催化复合降解系统的制备方法，其特征在于：（1）、将含有海藻酸钠、碳酸氢钠底物、近平滑假丝酵母菌菌体的悬浮液，以120cm/min左右的流速用并行微通道反应器制备成为尺寸均匀的悬浮液；将制得的悬浮液滴在CaCl2溶液中反应得到海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂；所述悬浮液中，海藻酸钠质量浓度为3%、所述碳酸氢钠质量浓度为3.5%、所述近平滑假丝酵母菌菌体浓度为0.4mg/ml，所述CaCl2溶液中CaCl2的质量浓度为15%；所述悬浮液与CaCl2溶液的体积比约为1:600；（2）、二氧化硅负载海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂的制备：将步骤（1）制备的海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂配成悬浮菌液与纳米二氧化硅球体混合并搅拌，使菌液均匀地吸附、固定在纳米球的孔隙中；所述纳米二氧化硅球体粒径为30-50nm，比表面积1000-1500m2/g，孔溶剂为0.05-1.8ml/g；（3）、将上述制得的二氧化硅负载海藻酸钠包埋的苯酚降解菌菌剂与二氧化钛微球混合制得...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚昱岑，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50