一種螺旋溝槽復(fù)合生物填料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種螺旋溝槽復(fù)合生物填料的制備方法，屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前采用的污水處理方法有化學(xué)法、物理法、生物法。利用微生物對(duì)污染水體進(jìn)行處理是當(dāng)今水處理領(lǐng)域的一個(gè)研宄的熱點(diǎn)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(duì)污水中的污染物進(jìn)行降解。生物膜法占地面積小、效率高。但是由于污水流動(dòng)性和水質(zhì)的波動(dòng)，投加的微生物很容易流失，或者被原生動(dòng)物捕食，難以保持穩(wěn)定持續(xù)的去除效果。而固定化微生物是將優(yōu)勢(shì)菌種包埋于固定化填料載體中，具有較強(qiáng)的菌種保持能力，近年來的研宄非?；钴S，發(fā)展很快，并得到了廣泛的應(yīng)用同時(shí)。對(duì)載體材料的性能也提出了更高的要求。填料載體材料的性能對(duì)固定化微生物功能的發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)在的固定化微生物材料普遍存在穩(wěn)定性差、吸附性能差、分散性差的特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種螺旋溝槽復(fù)合生物填料的制備方法，該方法包括如下步驟:
(1)、取椰殼，經(jīng)破碎，超微粉碎機(jī)粉碎和超微磨粉機(jī)細(xì)化后，獲得粒度約為200目的粉末顆粒，備用；
(2)、稱取100質(zhì)量份的蛭石，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后篩分，獲得粒徑小于200目的蛭石粉，置于馬弗爐中，以10°C /min的升溫速率，升溫至300°C后自然冷卻到室溫，然后用50質(zhì)量份的2-吡咯烷酮-5-羧酸鈉浸泡5h形成固液混合物，再向其中加入無水乙醇攪勻，然后在30°C下向上述固液混合物中滴加5質(zhì)量份的濃度為lmol/L的硝酸銀溶液，邊滴加邊攪拌，之后靜置2小時(shí)后離心處理，取出固體物質(zhì)，用無水乙醇洗滌3?5次，然后將固體物質(zhì)在80°C的條件下烘干，得到粒徑< 200目的羧基-羥基化-銀改性蛭石粉末；
(3)、將粉末活性炭、顆粒活性炭、沸石粉按照質(zhì)量比0.5:0.5:1的比例混合；
(4)、取10質(zhì)量份的步驟(I)制得的秸桿粉末顆粒，100質(zhì)量份步驟(2)制得的羧基-羥基化-銀改性蛭石粉末，15質(zhì)量份步驟(3)的混合粉末，混合在一起，然后加入50質(zhì)量份的水，攪拌均勻形成填料載體制備物料，然后利用模具對(duì)上述物料進(jìn)行壓制成型，得到螺旋溝槽球形填料載體，將上述螺旋溝槽球形填料載體在600-800°C下煅燒10小時(shí)，然后在約2-4小時(shí)內(nèi)冷卻至室溫；
(5)、利用培養(yǎng)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、彎曲芽孢桿菌、啤酒酵母菌和蠟狀芽孢桿菌分別接入牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基，36°C培養(yǎng)24h后，在5000rpm的轉(zhuǎn)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、彎曲芽孢桿菌的菌懸液、啤酒酵母菌的菌懸液和蠟狀芽孢桿菌的菌懸液按1: 2:1: 2的體積比混合得到微生物菌群，以接菌量9%接入培養(yǎng)基中得到混合菌懸液；
(6)、將步驟(5)中得到的啤酒酵母菌、脫氮副球菌、彎曲芽孢桿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液；
(7)、將步驟(6)得到的混合液均勻涂抹在步驟(4)得到的螺旋溝槽球形填料載體的螺旋溝槽中，再涂抹質(zhì)量百分比為0.5%的海藻酸鈉溶液，放置約2-4小時(shí)后用清水清洗，在40°C下干燥20小時(shí)，得螺旋溝槽復(fù)合生物填料。
[0004]螺旋溝槽球形填料的螺旋溝槽深度為0.1-lmm。
[0005]螺旋溝槽球形填料的比表面積為0.1-0.8m2/g。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)本發(fā)明的蛭石與納米銀進(jìn)行復(fù)合時(shí)，由于加入了顆?；钚蕴?、粉末活性炭、沸石粉等物質(zhì)，增加了整個(gè)復(fù)合材料的比表面積，使其具有較好的吸附性能和分散性，同時(shí)具有優(yōu)良的微生物掛膜性能；螺旋溝槽進(jìn)一步增大了填料的比表面積和微生物的附著面積，并且水體在螺旋溝槽中能夠形成渦流，有效增加了混合程度，進(jìn)一步提高了污染物的去除效果;
(2)本發(fā)明的蛭石經(jīng)過羧基-羥基化后，表面具有大量的羥基和羧基等活性基團(tuán)，能夠與水中的難降解有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)，從而有效去除水體的有機(jī)物。使Ag+大量吸附到蛭石、活性炭、沸石粉表面的孔隙中，使銀在整個(gè)復(fù)合材料的百分達(dá)到20%?50%，確保蛭石可以充分負(fù)載銀；
(3)本發(fā)明中使用蛭石是天然的礦物，其價(jià)格低廉，儲(chǔ)量豐富，且蛭石具有很好的吸附性能，是一種優(yōu)良的水處理吸附劑，制備的蛭石納米銀復(fù)合材料具有更好的分散性、吸附性、穩(wěn)定性，在與微生物復(fù)合時(shí)，不會(huì)影響微生物的正常生長(zhǎng)，也基本不會(huì)對(duì)微生物帶來毒害反應(yīng)，同時(shí)避免了對(duì)水體造成二次污染。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0008]實(shí)施例1
(1)、取椰殼，經(jīng)破碎，超微粉碎機(jī)粉碎和超微磨粉機(jī)細(xì)化后，獲得粒度約為200目的粉末顆粒，備用；
(2)、稱取100質(zhì)量份的蛭石，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后篩分，獲得粒徑小于200目的蛭石粉，置于馬弗爐中，以10°C /min的升溫速率，升溫至300°C后自然冷卻到室溫，然后用50質(zhì)量份的2-吡咯烷酮-5-羧酸鈉浸泡5h形成固液混合物，再向其中加入無水乙醇攪勻，然后在30°C下向上述固液混合物中滴加5質(zhì)量份的濃度為lmol/L的硝酸銀溶液，邊滴加邊攪拌，之后靜置2小時(shí)后離心處理，取出固體物質(zhì)，用無水乙醇洗滌3次，然后將固體物質(zhì)在80°C的條件下烘干，得到粒徑< 200目的羧基-羥基化-銀改性蛭石粉末；
(3)、將粉末活性炭、顆?；钚蕴?、沸石粉按照質(zhì)量比0.5:0.5:1的比例混合；
(4)、取10質(zhì)量份的步驟(I)制得的秸桿粉末顆粒，100質(zhì)量份步驟(2)制得的羧基-羥基化-銀改性蛭石粉末，15質(zhì)量份步驟(3)的混合粉末，混合在一起，然后加入50質(zhì)量份的水，攪拌均勻形成填料載體制備物料，然后利用模具對(duì)上述物料進(jìn)行壓制成型，得到螺旋溝槽球形填料載體，將上述螺旋溝槽球形填料載體在600°C下煅燒10小時(shí)，然后在約2-4小時(shí)內(nèi)冷卻至室溫；
(5)、利用培養(yǎng)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、彎曲芽孢桿菌、啤酒酵母菌和蠟狀芽孢桿菌分別接入牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基，36°C培養(yǎng)24h后，在5000rpm的轉(zhuǎn)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、彎曲芽孢桿菌的菌懸液、啤酒酵母菌的菌懸液和蠟狀芽孢桿菌的菌懸液按1: 2:1: 2的體積比混合得到微生物菌群，以接菌量9%接入培養(yǎng)基中得到混合菌懸液；
(6)、將步驟(5)中得到的啤酒酵母菌、脫氮副球菌、彎曲芽孢桿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液；
(7)、將步驟(6)得到的混合液均勻涂抹在步驟(4)得到的螺旋溝槽球形填料載體的螺旋溝槽中，再涂抹質(zhì)量百分比為0.5%的海藻酸鈉溶液，放置約2小時(shí)后用清水清洗，在40°C下干燥20小時(shí)，得螺旋溝槽復(fù)合生物填料。
[0009]螺旋溝槽球形填料的螺旋溝槽深度為0.1mm,螺旋溝槽球形填料的比表面積為0.lm2/g0
[0010]將上述復(fù)合材料應(yīng)用到原位修復(fù)墻中，對(duì)水體中的氨氮去除率達(dá)到97%、硝酸鹽氮的去除率達(dá)到98%，難分解有機(jī)物的去除率達(dá)到96%。
[0011]實(shí)施例2
(1)、取椰殼，經(jīng)破碎，超微粉碎機(jī)粉碎和超微磨粉機(jī)細(xì)化后，獲得粒度約為200目的粉末顆粒，備用；
(2)、稱取100質(zhì)量份的蛭石，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后篩分，獲得粒徑小于200目的蛭石粉，置于馬弗爐中，以10°C /min的升溫速率，升溫至300°C后自然冷卻到室溫，然后用50質(zhì)量份的2-吡咯烷酮-5-羧酸鈉浸泡5h形成固液混合物，再向其中加入無水乙醇攪勻，然后在30°C下向上述固液混合物中滴加5質(zhì)量份的濃度為lmol/L的硝酸銀溶液，邊滴加邊攪拌，之后靜置2小時(shí)后離心處理，取出固體物質(zhì)，用無水乙醇洗滌3?5次，然后將固體物質(zhì)在80°C的條件下烘干，得到粒徑< 200目的羧基-羥基化-銀改性蛭石