[发明专利]Triton X-100强化生物炭固定化微生物材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种Trion X‑100强化生物炭固定化微生物材料及其制备方法和应用。利用Trion X‑100强化生物炭对污染物及降解菌铜绿假单胞菌的共吸附，从而整体上提升生物炭固定化微生物材料对废水中有机污染物的去除效率。本发明制备得到的Triton X‑100强化生物炭固定化微生物材料对废水中的难降解有机物有很好的吸附去除效果，且相较于传统吸附法固定化微生物对有机物的去除效率有显著提高。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种处理有机废水的固定化微生物材料的制备方法及应用。

背景技术

废水中持久性有机污染物的高效去除一直是环境科学和水处理工程研究的热点之一。微生物降解和吸附剂吸附是两种最常规的处理有机废水的途径，但单纯降解作用效率较低、单纯吸附法虽然效率高但处理不彻底。吸附剂固定化微生物的方法兼具了降解和吸附两种作用，既能快速降低废水中的有机物，同时为固定化的微生物提供高污染物浓度的微环境，利于其对污染物的高效降解。

固定化微生物技术是利用化学或物理的方法将游离的微生物固定到载体上，大大增加了微生物的数量，并保持其活性和稳定性。

生物炭(Biochar)是生物质(如植物秸秆和动物粪便等)在完全或部分缺氧的情况下经热解产生的高度芳构化的碳质材料。生物炭因富含碳素，具有发达的孔隙结构，比表面积大以及离子交换量高等优良的物理化学性质，被认为是一种高效的吸附剂。同时生物炭表面的微孔结构也为微生物栖息与繁殖提供了场所，使微生物免受不良环境条件的扰动。另一方面，生物炭含有大量碳、氮等营养元素，也为微生物提供了营养物质，对微生物的生长与繁殖起到一定的积极作用。因此，生物炭是一种理想的固定化载体。目前，生物炭固定化微生物已被用于污染水体及土壤的修复技术中。

常见的固定化方法包括吸附法、包埋法、交联法和共价结合法。其中，吸附法操作简单，成本低，对细胞活性影响小，是最常用的方法之一。但吸附法的缺点在于载体与微生物结合力较低，效果不稳定。

发明内容

本发明利用Trion X-100(聚乙二醇辛基苯基醚)对生物炭表面进行改性，强化生物炭对污染物及降解菌的共吸附，同时提高生物炭对污染物的吸附作用及降解菌的固定强度，从而达到整体上提升生物炭固定化微生物材料对废水中有机污染物的去除效率的目的。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案实现：

本发明提供一种Trion X-100强化生物炭固定化微生物材料的制备方法，具体步骤如下：步骤1)选取一种铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa JXQ 30℃条件下培养于含3.5mg/L苊的无机盐培养基中，24小时后离心，重悬浮。

本发明中的铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa JXQ于2015年12月28日保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏号CCTCC NO：M2015786，保藏地址为中国武汉武汉大学。

步骤2)利用无机盐培养基调节菌悬液，令OD₆₀₀在0.1～0.5范围内，加入Triton X-100，令Triton X-100浓度为10mg/L～30mg/L。

步骤3)将生物炭与含Triton X-100的铜绿假单胞菌悬液按质量比1:100混合，30℃条件下搅拌24h，过滤得到生物炭固定化微生物材料。

作为优选，上述步骤3)中涉及的生物炭为水稻秸秆、竹粉、米糠中的一种或者多种在500℃缺氧条件下裂解制得的。

本发明还提供一种Triton X-100强化生物炭固定化微生物材料，所述微生物材料通过以下制备方法制备得到：

步骤1)选取一种铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa JXQ 30℃条件下培养于含3.5mg/L苊的无机盐培养基中，24小时后离心，重悬浮；