[发明专利]一种光催化型固定化脱氮除磷颗粒的制备方法

说明书

本发明公开了一种光催化型固定化脱氮除磷颗粒的制备方法，将海藻酸钠、聚乙烯醇混合溶解后，添加除磷菌粉和脱氮菌粉中的一种或两种，形成混合液C；将硼酸、氯化钙和掺杂氮的纳米二氧化钛进行混合，形成混合液D；在制作光催化型固定化脱氮除磷颗粒的装置系统中，将混合液C通过蠕动泵缓缓输到装置(a)中，在蠕动泵的推动力下，混合液C缓慢滴入到装有混合液D的装置(b)中，并不断用磁力搅拌转子进行搅拌，经过钙化反应后，制得光催化型固定化脱氮除磷颗粒。本发明可以缓解近海岸的的富营养化危机，脱氮率均超过80%，除磷率均超过70%，COD去除率均超过60%，而且操作简单，自制的装置系统实现连续运行，为机械化生产提供参考。

技术领域

本发明属于固定化微生物技术领域，具体涉及一种光催化型固定化脱氮除磷颗粒的制备方法。

背景技术

近年来，伴随着滨海城市人口的不断增加，越来越多的城市垃圾直接排入到近海流域，海岸带富营养化程度加剧，赤潮、水华等环境问题日益严重。此外，近海岸的海水养殖业的规模也在不断扩大，各种污染物的污染直接危害到养殖产品的质量，更危及到人类自身的健康。近海岸的污染物的成分越来越复杂，处理难度日益加剧，如何有效的处理多种污染物，是目前学者研究的热点。

赤潮的根本原因是因为富营养化，主要是由于氮、磷等营养盐含量过高产生的，近海岸特别是海湾地区，由于地形问题，水的交换和自净能力较弱，是赤潮最容易发生的地方，传统的生物处理方式可以达到脱氮除磷的效果，其主要利用微生物的降解，但是存在游离微生物难回收，并且很多微生物无法耐受海水高盐度的特点，处理效率低，因此需要驯化出可以耐受高盐度的脱氮除磷菌，并且通过固定化技术将其结合起来，达到高效、稳定的处理效果。

随着近海流域污染物成分的复杂化，单纯的脱氮除磷可能无法满足水质的需求，而光催化技术被视为最有前途的净水处理技术之一，近海流域光线较强，可利用光触酶的强氧化性，将水中的有机物去除，研究表明，惰性材料的掺杂可提高光触酶对可见光的吸收，以提高光能利用率。

东华大学吴李国等，东华大学学报（自然科学版），2001，27（6），对聚乙烯醇水凝胶的制备及应用进展进行了研究，指出聚乙烯醇水凝胶作为固定剂，具良好的氧气渗透性、适宜微生物但也指出国内对于水凝胶还停留在实验研究阶段，离规模化的商业生产还有一定的距离。专利号为 201210115164.X的发明人胡安杨等，发明了聚乙烯醇固定化微生物的反应装置，在一定程度上提高了生产的自动化程度，但是该反应装置未考虑在大批量生产固定化凝胶的同时，固化剂也会随着反应的进行而损失掉，造成固定效果减弱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光催化型固定化脱氮除磷颗粒的制备方法，并且实现自动化生产。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光催化型固定化脱氮除磷颗粒的制备方法，具体包括以下步骤：

1）耐盐性脱氮除磷菌的筛选与培养：

取自然风干后的海水养殖场底泥，分别接种到高盐富磷液体培养基和高盐富氮液体培养基中，用恒温振荡摇床控制温度35 ℃，以100～120 r/min的转速培养48 h后，从高盐富磷液体培养基和高盐富氮液体培养基中分别取出占培养基体积10%~20%的混合液，分别加到上述高盐富磷和富氮的液体培养基中，并分别提高磷和氮的投加量，再培养48 h，依此类推，通过三代的驯化，培养出嗜磷菌和嗜氮菌，再通过稀释涂布法，分别分离出脱氮菌和除磷菌，通过富集培养将分离出来的菌株进行扩增，再通过离心、洗脱和干燥，分别得到除磷菌粉和脱氮菌粉；

2）含氮纳米二氧化钛的制备