一種改性生物填料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種改性生物填料的制備方法，屬于環境保護領域。
【背景技術】
[0002]隨著人口數量的快速增長和工業化的推進，水體的污染程度日益嚴重，并且出現了有機難分解物質與傳統氨氮、COD復合型污染的新型污染類型，傳統污水處理方法對此類污水的處理效果普遍不佳。利用微生物對污染水體進行處理是當今水處理領域的一個研宄的熱點方向，也是一種綠色高效，無二次污染的處理手段。其中生物膜法是在填料表面掛膜通過生物膜上的微生物群對污水中的污染物進行降解。
[0003]目前所使用的生物填料都不同程度的存在著缺陷。現在的固定化微生物材料普遍存在穩定性差、微生物掛膜性能差、力學性能性差的特點。由于污水流動性和水質的波動，投加的微生物很容易流失，或者被原生動物捕食，難以保持穩定持續的去除效果。固定式填料比表面積小、生物膜量少，且表面光滑，生物膜易脫落。微生物法對難分解有機物的去除效果不佳。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種改性生物填料的制備方法，該方法包括如下步驟:
(1)、配制改性液(以重量份計):
N-羥甲基丙烯酰胺 50-70
三乙醇胺60-90
聚乙烯醇10-16
丙烯酸甲酯6-8
MgCl210-15
水100-150 ；
(2)、改性堇青石的制備:取500g份步驟(I)的改性液，而后加入150g粒度為500目的堇青石，持續攪拌30分鐘，待蒙脫石分散開后，升溫至70°C，在該溫度下攪拌l_3h，過濾得到的固體物質用去離子水洗滌3次后干燥，將干燥后的固體粉末置于馬弗爐中空氣氣氛中350°C焙燒3小時，得到改性堇青石；
(3)、Ti/Zn-ZSM-5的制備:取硝酸鈦和硝酸鋅溶于250ml的去離子水中，其中硝酸鈦和硝酸鋅的總重量為1.625g，攪拌溶解后備用；將ZSM-5分散在硝酸銨水溶液中，100°C下保持5小時，過濾后干燥，將干燥粉末15g加入上述硝酸鈦和硝酸鋅的溶液中，而后升溫至80°C，恒溫攪拌20小時，過濾并干燥固體物質，得到Ti和Zn改性的ZSM-5 ；
(4)、取質量比為3:1的Ti/Zn-ZSM-5和改性堇青石，加入攪拌器中，而后加入適量硅溶膠和蒸餾水，打漿、過濾后干燥，350°C焙燒0.5h后，破碎過篩，取50-100目的顆粒作為填料載體成品； (5)、將混合菌液均勻涂抹在步驟(4)得到的填料載體表面上，再涂抹質量百分比為0.5%的海藻酸鈉溶液，放置約2-4小時后用清水清洗，在40°C下干燥20小時，得到改性生物填料。
[0005]步驟(5)中混合菌液的制備方法如下:
利用培養基從水體或污泥中篩選出脫氮副球菌、彎曲芽孢桿菌和啤酒酵母菌和蠟狀芽孢桿菌；
將脫氮副球菌、地衣芽孢桿菌、粘紅酵母菌和蠟狀芽孢桿菌分別接入牛肉膏蛋白胨液體培養基，36°C培養24h后，在5000rpm的轉速下離心lOmin，將得到的固體沉淀物用生理鹽水重懸3次，得到四種菌懸液；
將脫氮副球菌的菌懸液、地衣芽孢桿菌的菌懸液、粘紅酵母菌的菌懸液和蠟狀芽孢桿菌的菌懸液按1:1:1: 2的體積比混合得到微生物菌群，以接菌量8%接入培養基中得到混合菌懸液；
將得到的啤酒酵母菌、地衣芽孢桿菌的菌懸液、粘紅酵母菌和蠟狀芽孢桿菌的混合菌懸液放入容器中，用去離子水稀釋至混合液的PH值呈中性，加入聚乙烯醇形成混合菌液。
[0006]步驟(I)中配制改性液(以重量份計):
N-羥甲基丙烯酰胺 60
三乙醇胺75
聚乙烯醇13
丙烯酸甲酯7
MgCl213
水125。
[0007]本發明的優點在于:
(1)改性液中的N-羥甲基丙烯酰胺、三乙醇胺、聚乙烯醇、丙烯酸甲酯、MgCl2發生了協同效應，本發明堇青石被改性液改性后，提高了表面的粗糙程度，進一步增大了填料的比表面積和微生物的附著面積，使其具有優良的微生物掛膜性能；
(2)被改性液改性后的堇青石載體具有更高的長鏈烷烴和多環芳烴收率的吸附分解能力；
(3)改性后的堇青石填料載體力學性能得到顯著的提升；
(4)本發明中使用堇青石作為原料成本低廉，儲量豐富，且生產工藝簡單，在與微生物復合時，不會影響微生物的正常生長，也基本不會對微生物帶來毒害反應，同時避免了對水體造成二次污染。
【具體實施方式】
[0008]下面結合實施例對本發明作進一步說明。
[0009]首先制備混合菌液，具體方法如下:
利用培養基從水體或污泥中篩選出脫氮副球菌、彎曲芽孢桿菌和啤酒酵母菌和蠟狀芽孢桿菌；
將脫氮副球菌、地衣芽孢桿菌、粘紅酵母菌和蠟狀芽孢桿菌分別接入牛肉膏蛋白胨液體培養基，36°C培養24h后，在5000rpm的轉速下離心lOmin，將得到的固體沉淀物用生理鹽水重懸3次，得到四種菌懸液；
將脫氮副球菌的菌懸液、地衣芽孢桿菌的菌懸液、粘紅酵母菌的菌懸液和蠟狀芽孢桿菌的菌懸液按1:1:1: 2的體積比混合得到微生物菌群，以接菌量8%接入培養基中得到混合菌懸液；
將得到的啤酒酵母菌、地衣芽孢桿菌的菌懸液、粘紅酵母菌和蠟狀芽孢桿菌的混合菌懸液放入容器中，用去離子水稀釋至混合液的PH值呈中性，加入聚乙烯醇形成混合菌液。
[0010]實施例1
(1)、配制改性液(以重量份計):
N-羥甲基丙烯酰胺 50
三乙醇胺60
聚乙烯醇10
丙烯酸甲酯6
MgCl210
水100 ；
(2)、改性堇青石的制備:取500g份步驟(I)的改性液，而后加入150g粒度為500目的堇青石，持續攪拌30分鐘，待蒙脫石分散開后，升溫至70°C，在該溫度下攪拌lh，過濾得到的固體物質用去離子水洗滌3次后干燥，將干燥后的固體粉末置于馬弗爐中空氣氣氛中350°C焙燒3小時，得到改性堇青石；
(3)、Ti/Zn-ZSM-5的制備:取硝酸鈦和硝酸鋅溶于250ml的去離子水中，其中硝酸鈦和硝酸鋅的總重量為1.625g，攪拌溶解后備用；將ZSM-5分散在硝酸銨水溶液中，100°C下保持5小時，過濾后干燥，將干燥粉末15g加入上述硝酸鈦和硝酸鋅的溶液中，而后升溫至80°C，恒溫攪拌20小時，過濾并干燥固體物質，得到Ti和Zn改性的ZSM-5 ；
(4)、取質量比為3:1的Ti/Zn-ZSM-5和改性堇青石，加入攪拌器中，而后加入適量硅溶膠和蒸餾水，打漿、過濾后干燥，350°C焙燒0.5h后，破碎過篩，取50-100目的顆粒作為填料載體成品；
(5)、將混合菌液均勻涂抹在步驟(4)得到的填料載體表面上，再涂抹質量百分比為0.5%的海藻酸鈉溶液，放置約2小時后用清水清洗，在40°C下干燥20小時，得到改性生物填料。
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