一种适用于Pb（II）污染水体吸附钝化的生物凝胶微球及其制备方法技术

本申请公开了一种适用于Pb（II）污染水体吸附钝化的生物凝胶微球及其制备方法，涉及污水处理的技术领域，其中，一种适用于Pb（II）污染水体的生物凝胶微球包括海藻酸钠、聚乙烯醇、松果生物炭以及产脲酶微生物。本申请具有提高Pb（II）污染水体治理效率的效果。提高Pb（II）污染水体治理效率的效果。提高Pb（II）污染水体治理效率的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于Pb(II)污染水体吸附钝化的生物凝胶微球及其制备方法


[0001]本申请涉及污水处理的
，尤其是涉及一种适用于Pb(II)污染水体的生物凝胶微球及其制备方法。

技术介绍

[0002]采矿作业、钢铁厂酸洗、电镀、化肥、医药以及颜料等工艺所排放的废水进入到自然水体中造成水体重金属污染，水体重金属污染不仅导致水质型缺水以及水体的使用功能下降，并且重金属可通过食物链等途径在人体富集，危害人类的健康。
[0003]目前，可使用化学、物理以及生物处理技术对重金属污染水体进行处理；生物凝固和粘附技术是通过微生物及其代谢产物实现对水体中重金属的凝结，使水体中的重金属沉积，从而降低水体中重金属的浓度，实现对重金属水体的处理。
[0004]其中，Pb(II)由于其具有的毒性和致癌性，使得Pb(II)被认定为重点危害人体健康的重金属污染物，通过微生物法对Pb(II)污染水体进行治理具有操作简单以及成本低等优点；但是，微生物通过细胞表面物质或代谢产物与水体中的Pb(II)结合，存在治理效率低的问题。

技术实现思路

[0005]为了提高Pb(II)污染水体的治理效率，本申请提供一种适用于Pb(II) 污染水体的生物凝胶微球及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种适用于Pb(II)污染水体吸附钝化的生物凝胶微球采用如下技术方案：一种适用于Pb(II)污染水体的生物凝胶微球，包括海藻酸钠、聚乙烯醇、松果生物炭以及产脲酶微生物。
[0007]优选的，所述海藻酸钠与松果生物炭形成第一物质，所述产脲酶微生物附载于第一物质上形成第二物质。
[0008]优选的，所述聚乙烯醇与第二物质形成凝胶微球。
[0009]优选的，所述松果生物炭经过接枝改性。
[0010]优选的，所述凝胶微球上具有多层不同交联度的聚乙烯醇交联层。
[0011]优选的，所述产脲酶微生物选自耐受Pb的碳酸盐矿化菌株、施氏假单胞菌、下水道肠杆菌以及脲芽孢八叠球菌中的一种或多种。
[0012]通过采用上述技术方案，使用海藻酸钠、聚乙烯醇以及松果生物炭作为产脲酶微生物的载体，复配得到适用于Pb(II)污染水体的生物凝胶微球；一方面，经过马来酸酐羧基接枝处理后的松果生物碳可对Pb(II)选择性吸附，海藻酸钠是一种天然高分子，对重金属离子具有良好的吸附效果，由海藻酸钠与松果生物碳形成的第一物质，具有更高的机械强度，并且可实现对Pb(II)的选择性吸附，利用松果生物炭和海藻酸钠将水体中的Pb(II)富
集，促进产脲酶微生物对Pb(II)的钝化，从而提高Pb(II)污染水体的治理效率；另一方面，将生物凝胶微球投放到水体中后，聚乙烯醇可缓慢溶解于水中，并且通过调整凝胶微球上聚乙烯醇的交联度，可控制聚乙烯醇的溶解速度，控制生物凝胶微球中微生物的释放速度，从而实现对Pb(II)污染水体的长效治理。
[0013]第二方面，本申请提供的如上述所述的一种适用于Pb(II)污染水体吸附钝化的生物凝胶微球的制备方法采用如下技术方案：一种适用于Pb(II)污染水体的生物凝胶微球的制备方法，包括以下步骤：S1、将松果生物炭与海藻酸钠接枝，得到第一物质；S2、将产脲酶微生物附载于第一物质；S3、第一物质交联形成第二物质；S4、第二物质加入到聚乙烯醇水溶液中进行物理交联，得到第三物质；S5、第三物质加入到聚乙烯醇水溶液中进行化学交联，得到凝胶微球。
[0014]优选的，所述步骤S3具体包括：往负载有产脲酶微生物的第一物质的均匀溶液中加入质量分数为4％的氯化钙溶液，室温下搅拌8h。
[0015]优选的，所述步骤S4中物理交联为冷凝法，具体包括：将第二物质与聚乙烯醇水溶液混合均匀，
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23℃下冷冻10h，室温解冻4h，连续进行3个循环。
[0016]优选的，将第三物质与聚乙烯醇水溶液混合均匀，加入大豆油，40℃恒温水浴30min；加入戊二醛溶液，室温下搅拌1h；超纯水以及丙酮洗涤；自然风干。
[0017]通过采用上述技术方案，采用分段的方式制备生物凝胶微球，首先将松果生物炭与海藻酸钠接枝形成第一物质，再将含有产脲酶微生物的菌液加入含有第一物质的溶液中，使产脲酶微生物吸附到第一物质上，并且第一物质交联形成第二物质，再通过物理交联以及化学交联的方法，使聚乙烯醇包覆第二物质得到凝胶微球，该制备工艺简单，且对设备的要求不高，便于生物凝胶微球的大量制备及生产。
[0018]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：(1)本申请提供一种包括海藻酸钠、松果生物炭以及产脲酶微生物的生物凝胶微球，通过海藻酸钠和松果生物炭实现对Pb(II)富集，进而提高Pb(II)污染水体的治理效率；(2)本申请提供的生物凝胶微球中还包括聚乙烯醇，聚乙烯醇作为缓释材料，实现了生物凝胶微球对Pb(II)污染水体的长效治理；(3)本申请还提供了一种制备微生物凝胶微球的方法，采用分段的方法合成凝胶微球，实现了便于生物凝胶微球的制备及生产的效果。
附图说明
图1是本申请第二物质的Pb(II)的质量浓度示意图。图2是本申请实施例1的Pb(II)的质量浓度示意图。图3是本申请实施例2的Pb(II)的质量浓度示意图。图4是本申请实施例3的Pb(II)的质量浓度示意图。图5是本申请生物凝胶微球的Pb(II)的质量浓度示意图。
具体实施方式
[0019]以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
[0020]本申请提供一种适用于Pb(II)污染水体吸附钝化的生物凝胶微球，包括海藻酸钠、聚乙烯醇、松果生物炭以及产脲酶微生物。
[0021]本专利技术中，产脲酶微生物可以是黄色考克氏均、阴沟肠杆菌、朝鲜芽孢八叠球菌、施氏假单胞菌、碳酸盐矿化菌以及蜡状芽孢杆菌中两种或多种的组合物。
[0022]本专利技术中，通过海藻酸钠和松果生物炭实现对Pb(II)的富集，有利于产脲酶微生物与Pb(II)的反应，提高了Pb(II)污染水体治理的效率；并且通过聚乙烯醇实现生物凝胶微球在水体中的缓慢释放。
[0023]在本专利技术中，所述海藻酸钠与松果生物炭形成第一物质，所述产脲酶微生物附载于第一物质上形成第二物质。
[0024]本专利技术中，第一物质对Pb(II)具有很好的吸附作用，通过第一物质对水体中的Pb(II)进行富集，有利于产脲酶微生物对Pb(II)的钝化作用，实现提高Pb(II)污染水体治理效率的效果。
[0025]在本专利技术中，所述聚乙烯醇与第二物质形成凝胶微球。
[0026]本专利技术中，通过控制聚乙烯醇的交联度，实现对凝胶微球外层溶解速度的控制，进而调控第二物质释放的速率，实现对Pb(II)污染水体的长期有效治理。
[0027]在本专利技术中，所述松果生物炭经过接枝改性。
[0028]本专利技术中，松果生物炭包括有机质和无机矿物两种成分，其表面含有羧基、酚羟基、羧基、羰基以及酸酐等基团，松果生物炭相较于其他生物炭具有更好的Pb(II)吸附效果，并且对松果生物炭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于Pb（II）污染水体吸附钝化的生物凝胶微球，其特征在于，包括海藻酸钠、聚乙烯醇、松果生物炭以及产脲酶微生物。2.根据权利要求1所述的一种适用于Pb（II）污染水体吸附钝化的生物凝胶微球，其特征在于，所述海藻酸钠与松果生物炭形成第一物质，所述产脲酶微生物附载于第一物质上形成第二物质。3.根据权利要求2所述的一种适用于Pb（II）污染水体吸附钝化的生物凝胶微球，其特征在于，所述聚乙烯醇与第二物质形成凝胶微球。4.根据权利要求1所述的一种适用于Pb（II）污染水体吸附钝化的生物凝胶微球，其特征在于，所述松果生物炭经过接枝改性。5.根据权利要求4所述的一种适用于Pb（II）污染水体吸附钝化的生物凝胶微球，其特征在于，所述凝胶微球上具有多层不同交联度的聚乙烯醇交联层。6.根据权利要求1所述的一种适用于Pb（II）污染水体吸附钝化的生物凝胶微球，其特征在于，所述产脲酶微生物选自耐受Pb的碳酸盐矿化菌株、施氏假单胞菌、下水道肠杆菌以及脲芽孢八叠球菌中的一种或多种。7.如权利要求1
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6任一所述的一种适用于Pb（II）污染水体吸附钝化的生物凝胶微球的制备方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳艾利，
申请(专利权)人：万嘉清水厦门环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：