[发明专利]去除水体油污用漂浮型光自洁微生物固载膜及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除水体油污用微生物固载膜及制备方法，尤其是一种集油污吸附、微生物催化和光催化技术于一体，可降低微生物与油污的传质阻力、有效提高石油降解微生物的催化活性及油污去除率且具有光自洁功能的去除水体油污用漂浮型光自洁微生物固载膜及制备方法。

背景技术

目前，对于水体油污的处理方法有物理法、生物法和光催化法等等。

物理法是采用吸油毡对漂浮在水面的油污进行吸附，但现有的吸油毡吸附能力不强，吸油后处理比较繁琐，循环使用次数低，加大了油污处理成本。

生物法是利用高效石油降解菌，如假单胞菌属（Pseudomonas），弧菌属（Vibrio），不动杆菌属（Acinetobacter），黄杆菌属（Flavobacterium），无色杆菌属（Achromobacter），产碱杆菌属（Alcaligenes），肠杆菌科（Enterobacteriaceae），棒杆菌属（Coryhebacterium），节杆菌属（Arthrobacter）或芽孢杆菌属（Bacillus）等催化处理水体油污，具有无二次污染、高效、环保等优点，已成为当前水处理研究的热点。以往生物法是将菌液泼洒在开放的水面上，但是开放的水面由于风浪、潮流等作用，微生物或添加的营养容易被稀释或冲刷，因此很难将营养、微生物与油紧密接触并使其保持在一定的浓度范围内，实施起来比较困难。为此，现有生物法是采用固定化微生物技术，即将高效石油降解微生物定位于限定的区域内，如将菌固定在秸秆上，或将菌与大型藻类结合，有效克服游离的微生物在水体溢油污染生物修复过程中容易流失等问题，提高微生物适应水体复杂环境的能力，进而提高溢油修复效果。但是，现有固定化微生物技术并不能重复使用，依然存在着成本高的问题。

光催化法是近年来新兴的水体油污处理技术，是利用太阳能作能源，通过紫外光激化由水分子引发出电子而产生OH游离基的活性氧，OH游离基的反应性非常高，可将达到光催化剂表面的油污等有机物质进行氧化分解，最终变为无害的CO₂和水。无需使用药剂且处理过程没有二次污染。但目前该技术中所采用的光催化剂均为TiO_2、ZnO、NiO或CuO等纳米粉体，极易随着波浪分散在水体中，导致回收困难，成本增加。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述问题，提供一种集油污吸附、微生物催化和光催化技术于一体，可降低微生物与油污的传质阻力、有效提高石油降解微生物的催化活性集油污去除率具有光自洁功能的去除水体油污用漂浮型光自洁微生物固载膜及制备方法。

本发明的技术解决方案是：一种去除水体油污用漂浮型光自洁微生物固载膜，由静电纺丝纳米纤维构成，其特征在于：所述静电纺丝纳米纤维为同轴三层结构，从里至外依次为微生物层、多孔聚合物层和光催化层。

一种如上所述去除水体油污用漂浮型光自洁微生物固载膜的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：

a. 将高效石油降解菌属活性菌液加入到质量百分比浓度为5%~20%亲水性聚合物溶液中，菌液的体积百分比浓度为0.01~0.5%，震荡摇匀至菌液均匀分散；

b. 将亲油性聚合物溶于有机溶剂中，配制浓度为质量百分比浓度为5~30%的溶液，室温下磁力搅拌1~2h；

c．将a、b步骤的溶液分别灌制到两喷头同轴电纺装置中，以a步骤所得溶液为内核、b步骤所得溶液为外层，高压电源正、负极分别接不锈钢喷头和铝箔，不锈钢喷头到滚筒的距离为5-30 cm，喷射电压为3-30 KV，滚筒转数为300-2000 rpm/min，推进速度为0.1-5 ml/h，得到微生物@多孔聚合物的同轴核壳纳米纤维膜；

d. 将所得到的同轴核壳纳米纤维膜浸于具有光催化效应的半导体溶胶液中0.5-2 h，半导体纳米粒子静电组装在纤维外表面，形成具有光自洁作用的光催化层。

所述亲水性聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酰胺。

所述亲油性聚合物聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂、聚偏氟乙烯或聚甲基硅氧烷。

所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜。