本发明涉及一种用于降解污水cod的生物活性炭及其制备方法，属于污水处理
技术领域：
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背景技术：
：随着现代工业的深入发展，工业生产的污水、废气种类也越来越多，污水中cod的成分变得越来越复杂。cod(chemicaloxygendemand)为化学需氧量又称化学耗氧量，用来反映污水中需要被氧化的还原性物质的量，在河流污染和工业污水性质的研究以及污水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数。目前，污水处理
技术领域：
大多使用活性炭作为吸附载体，活性炭吸附污染物的同时也会吸附环境中的微生物，微生物在一定时间内聚积、繁衍会形成对所在环境中的有机物具有降解能力的生物膜。由于活性炭吸附的微生物均来源于自然环境，菌种的生长繁殖能力、降解性能等未知性很大，导致天然驯化的时间长短不一，形成生物膜的时间不统一，生物膜与活性炭的结合不稳定，容易受到环境中温度、污染物浓度、ph值的影响而被破坏，甚至可能还具有致病性，且活性炭天然吸附的微生物所形成的生物膜较致密，会影响活性炭结构中大孔和部分中孔的吸附性能。因此，有必要开发一种新的生物活性炭材料。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种用于降解污水cod的生物活性炭及其制备方法。本发明所采取的技术方案是：一种用于降解污水cod的生物活性炭的制备方法，包括以下步骤：1)菌种的筛选、驯化、扩大培养和复配：根据污水中的主要污染物种类和含量选择对应的菌种，先分别进行驯化和扩大培养，再进行复配，得到复合菌种；2)活性炭的预处理：用盐酸对活性炭进行浸泡预处理，再将活性炭分离出来，充分干燥；3)生物活性炭的制备：将预处理过的活性炭和复合菌种混合均匀，28～37℃恒温培养20～30小时，充分干燥，得到生物活性炭。步骤1)所述的培养基为牛肉膏液体培养基或牛肉膏固体培养基，ph＝7.2～7.5，所述的牛肉膏液体培养基的组成为：牛肉膏：0.3％；蛋白胨：1.0％；nacl：0.5％，所述的牛肉膏固体培养基的组成为：牛肉膏：0.3％；蛋白胨：1.0％；nacl：0.5％；琼脂：1.5％～2.0％。步骤1)所述的培养基中还添加有(nh4)2so4、酵母抽提粉、葡萄糖中的至少一种。步骤1)所述的菌种为芽孢杆菌、假单胞菌中的至少一种。步骤1)所述的菌种为芽孢杆菌。步骤2)所述的活性炭为椰壳炭、木质炭、煤质炭、果壳炭中的至少一种。步骤2)所述的活性炭的形状为蜂窝状、柱状、颗粒状、粉末状中的至少一种。步骤3)所述的活性炭、复合菌种的质量比为1：(0.8～1.2)。步骤3)所述的生物活性炭中有效活菌含量≥2×109个/克。采用本发明的生物活性炭进行污水处理包括以下步骤：1)取原厂污水按照1～5g/l的添加量加入生物活性炭，通过调整污水的ph值(3～10)、培养箱的温度(10～40℃)和培养时间(12～72h)，确定污水处理最适宜的生物活性炭的添加量、污水处理ph值、降解温度和降解时间；2)根据步骤1)确定的污水中cod降解最适宜的处理工艺参数，对污水厂污水进行深度处理。本发明的有益效果是：本发明的生物活性炭比表面积大，吸附能力强，对污水中cod的去除效果好，制备工艺简单，生产成本低，生物活性炭上的复合菌群可以针对性地降解污水中主要的cod组分，所形成的生物膜也具有一定的吸附功能，使得生物活性炭具备cod吸附生物膜、活性炭吸附载体的双重吸附性能，延长了生物活性炭的使用寿命，减少了污水处理过程中活性炭的用量，市场应用价值高。具体实施方式一种用于降解污水cod的生物活性炭的制备方法，包括以下步骤：1)菌种的筛选、驯化、扩大培养和复配：根据污水中的主要污染物种类和含量选择对应的菌种，先分别进行驯化和扩大培养，再进行复配，得到复合菌种；2)活性炭的预处理：用盐酸对活性炭进行浸泡预处理，再将活性炭分离出来，充分干燥；3)生物活性炭的制备：将预处理过的活性炭和复合菌种混合均匀，28～37℃恒温培养20～30小时，充分干燥，得到生物活性炭。优选的，步骤1)所述的培养基为牛肉膏液体培养基或牛肉膏固体培养基，ph＝7.2～7.5，所述的牛肉膏液体培养基的组成为：牛肉膏：0.3％；蛋白胨：1.0％；nacl：0.5％，所述的牛肉膏固体培养基的组成为：牛肉膏：0.3％；蛋白胨：1.0％；nacl：0.5％；琼脂：1.5％～2.0％。进一步优选的，步骤1)所述的培养基中还添加有(nh4)2so4、酵母抽提粉、葡萄糖中的至少一种。优选的，步骤1)所述的菌种为芽孢杆菌、假单胞菌中的至少一种。进一步优选的，步骤1)所述的菌种为芽孢杆菌。再进一步优选的，步骤1)所述的菌种为好氧反硝化芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、二氯吡啶降解芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌中的至少一种。优选的，步骤2)所述的活性炭为椰壳炭、木质炭、煤质炭、果壳炭中的至少一种。优选的，步骤2)所述的活性炭的形状为蜂窝状、柱状、颗粒状、粉末状中的至少一种。优选的，步骤2)所述的活性炭的孔径小于200nm。优选的，步骤3)所述的活性炭、复合菌种的质量比为1：(0.8～1.2)。优选的，步骤3)所述的生物活性炭中有效活菌含量≥2×109个/克。下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。实施例1：污水为某食品加工厂废水，cod为硝态氮，所选用的菌种为好氧反硝化芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。1)菌种的筛选、驯化、扩大培养和复配：在某食品加工厂的废水排污口附近采集污水或土壤样品，再接种在硝酸钾浓度为500mg/l的牛肉膏液体培养基上，于摇床上30℃富集培养4天，再按5％的接种量，将驯化培养液接种到硝酸钾浓度为600mg/l的牛肉膏液体培养基上，于摇床上30℃富集培养4天，再按照底物硝酸钾的浓度每次增加100mg/l，进行循环驯化，直到硝酸钾的浓度为1000mg/l，再将驯化液中的菌种分离出来，于30℃静置恒温培养60小时，得到好氧反硝化芽孢杆菌，再进行降解硝态氮试验选择具有较强硝态氮降解功能的好氧反硝化芽孢杆菌，再将其与无拮抗作用的枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌混合均匀，好氧反硝化芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌的质量比为1:1:1，得到复合菌种。2)活性炭的预处理：将煤质粉末状活性炭加入到0.1mol/l的盐酸中浸泡24小时，再用水反洗60分钟，洗至水清，再将活性炭分离出来，45℃干燥2小时；3)生物活性炭的制备：将预处理过的活性炭和复合菌种按质量比1:1混合均匀，37℃恒温培养24小时，50℃干燥4小时，得到生物活性炭。选取一定量的食品加工厂生产废水(主要污染物为硝态氮)，分别添加单一生物菌剂、单一活性炭和本实施例制备的生物活性炭，投加量均为2％，进行cod降解率测试，测试结果如表1所示。表1食品加工厂生产废水cod降解率对比试验结果单一生物法单一活性炭生物活性炭硝态氮降解率(％)68.5172.3898.56由表1可知：本发明的生物活性炭对污水中硝态氮的降解率达到98.56％，处理效果优于单一添加微生物菌剂或活性炭，主要是因为生物活性炭同时存在活性炭吸附、生物降解和生物吸附等高效反应过程，而单一施加活性炭的处理优于单一施加微生物菌剂的处理，主要是因为活性炭的附着作用使微生物增长率及稳定性相对较高，可促进硝态氮的吸附和去除。实施例2：污水为某除草剂工厂生产废水，cod为二氯吡啶，所选用的菌种为具有二氯吡啶降解功能的二氯吡啶降解芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。1)菌种的筛选、驯化、扩大培养和复配：在某除草剂工厂的废水排污口附近采集污水或土壤样品，再接种在二氯吡啶浓度为500mg/l的牛肉膏液体培养基上，于摇床上35℃富集培养3天，再按3％的接种量，将驯化培养液接种到二氯吡啶浓度为600mg/l的牛肉膏液体培养基上，于摇床上30℃富集培养4天，再按照底物二氯吡啶的浓度每次增加100mg/l，进行循环驯化，直到二氯吡啶的浓度为1000mg/l，再将驯化液中的菌种分离出来，于35℃静置恒温培养48小时，得到二氯吡啶降解芽孢杆菌，再进行降解二氯吡啶试验选择具有较强二氯吡啶降解功能的二氯吡啶降解芽孢杆菌，再将其与无拮抗作用的胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌混合均匀，二氯吡啶降解芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌的质量比为1:1:1:1，得到复合菌种；2)活性炭的预处理：将椰壳粉末状活性炭加入到0.1mol/l的盐酸中浸泡20小时，再用水反洗45分钟，洗至水清，再将活性炭分离出来，45℃干燥6小时；3)生物活性炭的制备：将预处理过的活性炭和复合菌种按质量比1:1.2混合均匀，30℃恒温培养30小时，45℃干燥6小时，得到生物活性炭。选取一定量的除草剂工厂生产废水(主要污染物为二氯吡啶)，分别添加单一生物菌剂、单一活性炭和本实施例制备的生物活性炭，投加量均为2％，进行cod降解率测试，测试结果如表2所示。表2除草剂工厂生产废水cod降解率对比试验结果单一生物法单一活性炭生物膜活性炭二氯吡啶去除率(％)22.3530.8952.83由表2可知：本发明的生物活性炭对污水中二氯吡啶的降解率达到52.83％，处理效果优于单一添加微生物菌剂或活性炭，主要是因为生物活性炭同时存在活性炭吸附、生物降解和生物吸附等高效反应过程，而单一施加活性炭的处理优于单一施加微生物菌剂的处理，主要是因为活性炭的附着作用使微生物增长率及稳定性相对较高，可促进二氯吡啶的吸附和去除。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12