[发明专利]微生物菌剂用可降解填料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微生物菌剂用可降解填料及其制备方法，其步骤包括：将改性纤维素与木质素研磨混合均匀，加入偶氮二甲酰胺，搅拌混合均匀，然后填入模具中，在干燥箱中处理，取出，脱模；将微生物菌剂均匀涂抹在所述脱模后的填料表面，在涂抹海藻酸钙溶液，放置2～3h后用清水清洗、干燥，得到可降解填料；上述改性纤维素由5‑羟基环辛酮改性纳米微晶纤维素制备得到。制得的可降解填料内部具有良好的网状多孔结构，且具有较高的比表面积、孔隙率、拉伸强度以及较低的降解速率，即具有较长的使用寿命；由于填料的可降解性与可再生性，使其在废水处理领域具有广泛的应用，且对水体无二次污染。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种微生物菌剂用可降解填料及其制备方法。

背景技术

随着中国的社会经济迅速地发展，工业发展迅速，城市化进程不断加快。但是，中国的环境问题也日益加剧，尤其是水污染问题严重。我国城市的用水量和废、污水排放量不断增加，加剧了水资源的短缺和水体的污染，城市生活污水治理已成为坏境保护中倍受关注的焦点。面对着日益严峻的水污染形势，我国采取了诸多措施对污水进行有效处理。一般情况下，污水中含有大量的有机物，可生化性能好，有毒有害物质少，适合于生化处理。生化处理不仅经济、安全，而且处理的污染物闽值低、残留少、无二次污染，有较好的应用前景。所以，城市生活污水多采用生物处理工艺，其中常见的有活性污泥法、生物膜法及厌氧消化法等。

其中生物膜法是在填料表面挂膜通过生物膜上的微生物群对污水中的污染物进行降解。生物填料作为微生物赖以生长繁殖的介质，是生物膜水处理技术中的核心部分。目前使用的填料如颗粒活性炭、沸石、石英砂、塑料、硅胶、陶瓷球等，废弃后剩余的残渣往往含有大量的有毒、有害物质，或者是难以分解、形成固体废弃物，易形成二次污染，处理困难。

张居奎(参考：哈尔滨工业大学,2015)采用剩余活性污泥、腐殖土、粘土、水泥、粉煤灰、腐殖酸有机肥作为原料，一定比例的硅酸钠和氯化钙混合溶液作为胶黏剂，制备出可改善系统内活性污泥特性的复合腐殖生物填料；复合填料在使用前后腐殖质含量保持不变，使用过程中性质稳定。申请公布号CN 111498989A公开了一用于生活污水原位净化的兼性厌氧菌填料制备方法；利用该方法可构建一种能够处理生活污水的兼性厌氧微生物菌，并将该菌负载在大表面积、多孔且表面粗糙的载体上，实现了微生物菌株的高效负载，并通过冷冻干燥技术获得能够处理生活污水的兼性厌氧微生物填料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内部具有良好的网状多孔结构的微生物菌剂用可降解填料，该填料具有较高比表面积、孔隙率、拉伸强度以及较低的降解速率，即具有较长的使用寿命；且由于填料的可降解性与可再生性，使其在废水处理领域具有广泛的应用，且对水体无二次污染。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

本发明公开了一种改性纤维素在填料中的用途。

本发明公开了改性纤维素由5-羟基环辛酮改性纳米微晶纤维素制备得到。

优选地，改性纤维素的制备方法如下：

将5～10重量份微晶纤维素分散于浓度为55～65％的硫酸溶液中，并置于三口烧瓶中，将三口烧瓶置于40～50℃油浴中以350～450r/min的搅拌速率进行搅拌，反应1～3h后，停止加热搅拌，加入蒸馏水稀释，并在8000～10000r/min的转速下反复离心水洗分离至不再产生沉淀，滴加稀氢氧化钠溶液至pH至6.7～7.2，透析3～5天，得到纳米微晶纤维素悬浮液；

将纳米微晶纤维素悬浮液配置浓度为5～10％水悬浮液，称取水悬浮液用稀盐酸溶液调节pH至1.5～2.5，超声波振荡15～30min，加入5-羟基环辛酮，在35～55℃下搅拌反应3～5h，高速离心水洗3～5次，无水乙醇洗涤3～5次，冷冻干燥12～16h，得到改性纤维素。

更优选地，纳米微晶纤维素水悬浮液与5-羟基环辛酮的重量比为1:0.3～1。