[发明专利]一种改性石蜡及其制备方法和在微生物碳源中的应用

说明书

本发明公开了一种改性石蜡及其制备方法和在微生物碳源中的应用，改性石蜡由以下重量份的原料制成：原料蜡90～95份、改性剂0.06～0.3份、催化剂1～5份和助催化剂1～5份；其中，所述的改性剂中含有微量元素。改性石蜡的制备方法包括以下步骤：将原料蜡、改性剂、催化剂和助催化剂置于高温反应釜中，在氮气气氛下，原料蜡进行羧基化反应和微量元素改性得到改性石蜡。本发明改性原料蜡得到的改性石蜡，既能保持原料蜡载体在水体中不散布的特性，又能作为碳源为微生物繁殖和生长提供能量。

技术领域

本发明属于生物净水材料领域，特别涉及一种改性石蜡及其制备方法和在微生物碳源中的应用。

背景技术

富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，破坏了水体的生态平衡，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。水中氮磷的治理已成为水污染防治中最亟待解决的问题之一。

当前，水中氮磷治理的主要方法包括物理法、化学法和生物法。物理法包括换水法、沉淀通气法、过滤法、清淤法、吸附法和磁分离方法等；化学方法包括絮凝法、中和法、络合法和氧化还原法等；生物修复主要包括原位修复和异位修复，指在富营养化水体中人工增加有益动植物而实现净水的方法。相对于物理法和化学法，微生物净水是指投加特定的有益微生物于富营养化水体中，以减少或消除水体污染，促进水域生态功能恢复的方法，该方法具有处理效果显著、环保且无二次污染、处理费用低等优点，受到越来越多的关注和青睐。

在微生物净水方法中，作为整个生态系统中的分解者，微生物对水中氮磷的去除和循环起着至关重要的作用，光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌、乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌、放线菌、醋酸菌、聚磷菌等微生物能将水中的氨氮、亚硝基氮、硝酸盐和有机氮等通过硝化和反硝化过程最终分解成水、二氧化碳和氮气从水体中溢出重新进入生态系统，从而降低水中的氮含量；而微生物繁殖和生长过程中需要吸收磷以满足生理需要，通过对磷的吸收和转化，从而降低水中的磷含量，最终消除水体的富营养化，恢复水体中的生态平衡。

在微生物脱氮除磷过程中，首先微生物的繁殖和生长需要消耗大量的有机碳源作为能量以维持其活性，其次在反硝化过程中也需要消耗一定浓度的有机碳源作为电子供体，但在富营养化的水体中由于藻类光合作用会消耗水体中大量的碳酸氢离子，导致碳源不足，微生物很难大量繁殖和生长，以及进行脱氮除磷反应。但是，直接投放碳源，会导致短期内水体中的化学需氧量(COD)升高，造成水体缺氧，水质恶化。并且，只有当碳氮磷比处于合适范围时，才能使微生物快速繁殖和生长，直接投放碳源会造成水体中的有机碳含量前期过大、后期过小，导致微生物代谢失衡等问题，不利于微生物的繁殖和生长。因此，如何为微生物提供持续稳定的碳源成为微生物净水的关键。