[发明专利]一种自成型块状碳载体固定微生物的净水剂及其制备方法

说明书

本发明属于生物活性炭及生物净水剂技术领域，具体涉及一种自成型块状碳载体固定微生物的净水剂及其制备方法。将自成型块状多孔碳置于培养基中，同时将复合菌株接种至培养基，经振荡共培养、烘干后，制得微生物净水剂；由于是在碳载体的合成过程中形成了多孔块状体，该微生物净水剂省去了碳载体压制成型的工艺，简化了流程、节约了成本，同时自成型块状碳具有亲水性，在与微生物共培养过程中有增强了微生物的吸附固定，且具有吸附与降解的双重净化作用、效果稳定且易于沉淀和处理等优点，非常适用于养殖厌氧污水的规模化处理。

技术领域

本发明属于生物活性炭及生物净水剂技术领域，具体涉及一种自成型块状碳载体固定微生物的净水剂及其制备方法。

技术背景

畜牧业规模化发展中，统一的管理，降低了成本，提高了经济效益，但大量集中的污水排放引起的严重环境污染，急需治理。国内外对养殖污水处理方式主要有资源化利用和达标排放两大类，归纳为还田模式、自然处理模式及工业化处理3种模式，它们各有优缺点。我国养殖污水处理的目的是控制、减少其造成的危害，开展综合利用，最终实现减量化、资源化、无害化和达标排放的目标，减少对作物土壤质量和作物品质的影响，降低对水体、土壤环境和气候环境的潜在污染风险。

近年来研究者们针对农业环境污染物的性质特征，对养殖污水的处理方法和工艺都进行了较系统的研究，分别利用了化学方法和生物方法对氮、磷、重金属离子及有机物分子进行吸附、分离及生物/化学降解，单一的处理方式一定程度上实现了减量化和资源化的目标，但很难达到完全无害化和国家排放标准。在研究过程中，活性炭通常被用作污水污染物的吸附剂，它对于污水的色度和浊度都能有所改观，同时含有大孔、中孔及微孔结构，故对于小分子和重金属离子也会发生吸附作用。公布号为CN 104261570 A的专利公开了一种畜禽养殖厌氧污水净化剂，由复合微生物菌株与活性炭载体组成，所述活性炭载体为煤质柱状活性炭，是以2-10目的煤质活性炭经过定型制成的实心圆柱状活性炭。所用的煤质活性炭以及市售的碳材料（活性炭AC、碳纳米管CNT、石墨GC等）有着诸多优点，如孔隙度高、比表面大、稳定性好、无毒无污染-环境友好等；但其表面官能团较少，不含亲水性基团（-COOH、-OH），故在水中分散性较差，阻碍了与污水中污染物的充分接触，而且与含氢键及孤电子对的氮磷物质很难发生静电相互作用，不能完全发挥碳基载体对污染物的吸附作用，因此对碳材料的表面亲/疏水性的调控是显得非常必要。目前常用的方法是使用浓酸（浓HNO₃、浓H₂SO₄）使惰性的炭表面活化并使表面炭氧化形成含氧官能团（-COOH、-OH、-C=O），同时产生有污染的氮氧化物及硫氧化物，且反应条件苛刻、反应容器要求耐浓酸，在实际操作及应用过程中存在诸多不足。并且活性炭粉末在使用过程中，通常需要压制成不同形状的载体，再与微生物结合形成菌碳净水剂，才能在污水处理之后进行净水剂的回收与再利用。本申请中的碳在生长过程中已自成型为颗粒状，适合直接运用微生物固定化技术将微生物定植于碳载体上，省去了碳载体压制成型的工艺，简化了流程、节约了成本。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种自成型块状碳载体固定微生物的净水剂及其制备方法。该微生物净水剂省去了碳载体压制成型的工艺，简化了流程、节约了成本，含亲水性官能团的碳载体有利于微生物菌株的吸附固定，且具有碳吸附与生物降解的双重净化作用、效果稳定且易于沉淀和处理等优点，非常适用于养殖厌氧污水的规模化处理。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种自成型块状碳载体固定微生物的净水剂：将自成型块状多孔碳置于牛肉膏蛋白胨培养基中，同时将复合菌株接种至牛肉膏蛋白胨培养基中，经振荡共培养、烘干后，制得净水剂；所述的自成型块状多孔碳的制备方法为：

（1）将20g C₆H ₆ O₆和6g CO(NH)₂，溶于50-80 ml水中，置于200 ml反应釜内，反应温度为180℃，反应时间为24-48小时，生成块状碳前驱体；