基于生物微胶囊技术的高效污水净化可降解填料制造技术

本发明专利技术涉及一种基于生物微胶囊技术的高效污水净化可降解填料，其特点是包括生物微胶囊及可降解填料，所述生物微胶囊负载于可降解填料上；所述生物微胶囊负载于可降解填料上的负载率是5%－60%；其步骤包括步骤一，可降解填料制备；步骤二，生物微胶囊的制备；步骤三，基于生物微胶囊技术的高效污水净化可降解填料的制备；其优点是应用于水生生态修复工程中，克服了现有技术的缺陷，微生物不容易流失，微生物在恶劣的环境下可以长期存活，作用时间长，且微生物与污水接触面大，高效持久，有效的降低水体中的COD、总磷量及氨氮浓度，长期对水体生态恢复具有积极作用。体生态恢复具有积极作用。体生态恢复具有积极作用。

【技术实现步骤摘要】
基于生物微胶囊技术的高效污水净化可降解填料


[0001]本专利技术涉及一种基于生物微胶囊技术的高效污水净化可降解填料。

技术介绍

[0002]随着环保意识的提高和可降解材料的发展，污水处理领域的研究者们开始尝试采用可降解填料替代传统的不可降解填料。如CN1562800A利用纤维素为原料制得可降解微生物填料，用于废水处理。然而该方法工艺复杂，发泡温度要100～160℃，同时还需要碱化处理，涉及到危险化学药品，且在载体生产过程中，副产物H2S及CS2等有害气体的放出使纤维生产工序复杂化，并污染了环境。CN102603081A公开了一种水处理用纤维素基可降解填料的制备方法，其主要是通过N
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甲基吗琳
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N
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氧化物工艺制备纤维，并通过交联改性技术，进一步提高了填料的机械性能，同时对填料的表面进行处理，使其带正电荷，更有利于微生物在其表面粘附及生长，但该方法用到N
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甲基吗琳
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N
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氧化物和氢氧化钠，N
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甲基吗琳
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N
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氧化物属于刺激性物品，对眼睛、呼吸系统和皮肤具有一定的刺激影响，氢氧化钠属于强碱，因此制备过程具有一定的危险性。
[0003]微生物菌剂，如EM菌、枯草芽孢杆菌、复合菌等，具有促进植物生长、抵抗病害和环境胁迫、改善土壤微生态及提高土壤肥力等功效，是非常有应用前景的农用绿色生物制剂（需确定）。专利CN1736901A提出了一种处理含氨氮废水的方法，采用了微生物菌株，如氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌等，有效使水处理系统保持较高的生物活性，进而确保系统具有优异的氨氮处理效率。但是，需要严格控制系统的进水量、进水水质、溶解氧浓度和pH值等因素，各条件对微生物活性影响较大。因此，微生物菌剂在应用过程中会存在的菌体稳定性低、活菌数不高、持效性差等问题。微生物微胶囊化技术，即生物微胶囊，将菌体包埋或封装到微胶囊中，实现对功能菌株的保护，能有效提高菌体的存活性、稳定性和缓释性。
[0004]微生物固定化技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速，大量增殖的生物技术。这种技术与多孔材料结合应用于废水处理技术，为污水净化急生态修复提供了一种新的技术参考。专利（CN201910365072.9）专利技术了一种多孔性的水生植物生长床，该材料利用多孔可降解材料和微生物固定化技术形成了水生植物种植床。然而目前微生物固定化技术与多孔性材料的结合制作的污水净化填料存在以下不足：1、传统的微生物固定化技术采用的是直接包被法，将微生物直接注入到多孔结构中，利用包被材料将微生物包被其中，然而该方法很容易使包被材料破裂会导致微生物的流失 2、 微生物在一个新的环境有一个适应过程，这种方法中的微生物在黑臭水体高浓度污染环境条件下，存活率低甚至不能存活从而影响微生物的作用效果；3、该方法使微生物与污水的接触面比较少，甚至会堵塞孔隙造成作用效果降低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的不足而提供一种基于生物微胶囊技术的高效污水净化可降解填料，应用于水生生态修复工程中，克服了现有技术的缺陷，微生物不容易流
失，微生物在恶劣的环境下可以长期存活，作用时间长，且微生物与污水接触面大，高效持久，有效的降低水体中的COD、总磷量及氨氮浓度，长期对水体生态恢复具有积极作用。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术是这样实现的，其是一种基于生物微胶囊技术的高效污水净化可降解填料，包括生物微胶囊及可降解填料，所述生物微胶囊负载于可降解填料上；所述生物微胶囊负载于可降解填料上的负载率是5%－60%；基于生物微胶囊技术的高效污水净化可降解填料的制备方法是：步骤一、可降解填料制备（1）在无菌条件下，将5
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10ml小球藻液移入装有800
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1000ml霍格兰氏营养液的1000ml锥形瓶中，霍格兰氏营养液的浓度是10%
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20%，然后将锥形瓶置于光照培养箱中进行扩增培养，待藻细胞进入指数生长期时取出作为培养实验的备用受试藻；（2）将步骤一200ml受试藻放入20L的霍格兰氏营养液中，霍格兰氏营养液的浓度是10%
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20%，扩增培养，待藻细胞进入指数生长期，用25号浮游生物网浓缩藻细胞，放入烘箱中干燥备用；（3）将10
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20份淀粉及1
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3份聚乳酸加水80
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90份，加热至60
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70℃溶解，将干燥后的小球藻与上述溶液搅拌均匀形成絮状体，得到混合物A；（4）将1
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5份海藻酸钠和95份水混合，加热至形成絮状体，冷却后加入5
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10份碳酸氢钠搅拌均匀，得到混合物B；（5）3
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5份氯化钙溶解于95份水中，然后加入5
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10份醋酸形成混合溶液，形成交联试剂；（6）将混合物A和混合物B混合搅拌均匀，倒入模具中；然后加入步骤五的交联试剂进行反应，完成交联固化后用水冲洗干净得到可降解填料C；步骤二，生物微胶囊的制备；（1）在向1%
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5%海藻酸钠水溶液里加入菌体种液5
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10ml及10
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20ml营养液形成混合溶液，将针头注射器与自动空气压缩泵的出液口连通，自动空气压缩泵的进液口利用空气泵的空气压力自动吸取混合溶液后，自动空气压缩泵的出液口将混合溶液通过针头注射器滴加到1%
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5%氯化钙溶液的凝固浴中，稳定一段时间后形成微胶囊雏形，在1%
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5%氯化钙溶液中进行二次钙化，最后在0.5%
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5%壳聚糖溶液中进行二次复凝聚反应20
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30分钟，利用100
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150ml浓度为0.85%
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0.9%的无菌生理盐水进行浸泡、增殖培养，最后制备得到生物微胶囊；步骤三、基于生物微胶囊技术的高效污水净化可降解填料的制备；将步骤一中可降解填料C浸入到装有生物微胶囊容器中进行吸附10
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12h，最终形成基于生物微胶囊技术的高效污水净化可降解填料。
[0007]在本技术方案中，所述微生物菌体包括EM菌或枯草芽孢杆菌或复合菌，所述营养液是适合所述EM菌或枯草芽孢杆菌或复合菌生长的营养液。
[0008]在本技术方案中，所述生物微胶囊的直径是0.06
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0.72mm。
[0009]在本技术方案中，在所述步骤一中，所述扩增培养的环境是光强3000
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4000 lx，温度25
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30℃，光暗比12h:12h。
[0010]在本技术方案中，所述步骤一中第（4）步加热温度是80℃；所述步骤一中第（6）步混合物A和混合物B混合搅拌均匀后与交联试剂反应的时间是20min。
[0011]在本技术方案中，在所述步骤二中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于生物微胶囊技术的高效污水净化可降解填料，其特征在于包括生物微胶囊及可降解填料，所述生物微胶囊负载于可降解填料上；所述生物微胶囊负载于可降解填料上的负载率是5%－60%；基于生物微胶囊技术的高效污水净化可降解填料的制备方法是：步骤一、可降解填料制备（1）在无菌条件下，将5
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10ml小球藻液移入装有800
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1000ml霍格兰氏营养液的1000ml锥形瓶中，霍格兰氏营养液的浓度是10%
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20%，然后将锥形瓶置于光照培养箱中进行扩增培养，待藻细胞进入指数生长期时取出作为培养实验的备用受试藻；（2）将步骤一200ml受试藻放入20L的霍格兰氏营养液中，霍格兰氏营养液的浓度是10%
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20%，扩增培养，待藻细胞进入指数生长期，用25号浮游生物网浓缩藻细胞，放入烘箱中干燥备用；（3）将10
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20份淀粉及1
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3份聚乳酸加水80
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90份，加热至60
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70℃溶解，将干燥后的小球藻与上述溶液搅拌均匀形成絮状体，得到混合物A；（4）将1
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5份海藻酸钠和95份水混合，加热至形成絮状体，冷却后加入5
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10份碳酸氢钠搅拌均匀，得到混合物B；（5）3
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5份氯化钙溶解于95份水中，然后加入5
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10份醋酸形成混合溶液，形成交联试剂；（6）将混合物A和混合物B混合搅拌均匀，倒入模具中；然后加入步骤五的交联试剂进行反应，完成交联固化后用水冲洗干净得到可降解填料C；步骤二，生物微胶囊的制备；（1）在向1%
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5%海藻酸钠水溶液里加入一株菌体种子5
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10ml及10
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20ml营养液形成混合溶液，将针头注射器与自动空气压缩泵的出液口连通，自动空气压缩泵的进液口利用空气泵的空气压力自动吸取混合溶液后，自动空气压缩泵的出液口将混合溶液通过针头注射器滴加到1%
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5%氯化钙溶液的凝固浴中，稳定一段时间后形成微胶囊雏形，在1%
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5%氯化钙溶液中进行二次钙化，最后在0.5%
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5%...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫志强，高南，彭琦，张浥琨，林雯雯，陈燕舞，黄萧萧，路风辉，刘锋，吴鹿鸣，何浩天，许佳嬿，
申请(专利权)人：顺德职业技术学院，
类型：发明
国别省市：