一种复合微生物制剂及其在治理地表水中的应用的制作方法

本发明涉及污水处理，特别涉及一种复合微生物制剂及其在治理地表水中的应用。

背景技术：

1、随着经济和社会的快速发展，人们的生活和生产排放了大量污水，造成地表水，尤其是城镇河道、水塘、小型湖泊等水体的富营养化，这些水体中含有的有机物在分解过程中快速消耗水中的溶解氧，使得地表水处于缺氧环境，导致厌氧微生物成为主导，将有机物中碳、氮、硫等成分转化为甲烷、硫化氢、氨等物质，发散到空气中，不仅造成水体污染还产生空气污染。因此，有必要对于污染水体进行治理。

2、污染水体的治理方法主要有物理治理、化学治理、生物治理方法，其中，生物治理方法可以从根本上水体的生态功能，具有更为广泛的应用前景。已有一些技术提供了复合微生物菌剂，在污水处理方面已经取得了较好的效果。例如，cn112501085a公开了一种应用于污水处理的复合微生物菌剂，所述复合微生物菌剂为颗粒状固体，颗粒为分层结构，由内到外包括核芯、支撑层和轻质层，其中，核芯包括多孔炭材料、生物碳源、淀粉胶粘剂和复合微生物菌液，支撑层包括多孔炭材料、生物碳源、淀粉胶粘剂和复合微生物菌液，轻质层包括多孔炭材料、淀粉胶粘剂和碳海绵，复合微生物菌液来自微生物发酵液，包括枯草芽孢杆菌、交替假单胞菌、双岐菌和酵母菌，此微生物菌剂杜绝了污水环境微生物对菌剂自身组分微生物的污染，保证了复合微生物菌剂稳定高效的长期使用效果。cn113716679a公开了一种污水处理方法，用处理剂对渗滤液进行吸附降解处理后分离处理剂，处理剂包括多孔载体和吸附于多孔载体之上的微生物菌剂，所述多孔载体为稀土-tio2/硅藻土/石墨烯复合气凝胶微球；稀土为la、sm或ce中的任意一种或多种；所述微生物菌剂为酱油曲霉、白腐菌、胶冻样芽孢杆菌组成的混合菌剂，此方法对于污水中的cod、nh3-n有极好的去除率。

3、从现有技术内容可以看出使用复合菌比单一的微生物在氮磷降解能够取得更好的效果，将复合菌吸附于载体上得到的复合菌剂更有助于提升稳定性。然而目前这样的复合菌剂的载体结构较为复杂限制了它们的应用。

技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的问题，本发明提供了一种复合微生物制剂，包括载体和吸附于所述载体上的微生物菌剂和壳聚糖水凝胶；

2、所述载体为生物质多孔碳或铁修饰生物质多孔碳；

3、所述微生物菌剂为地衣芽孢杆菌、恶臭假单胞菌、施氏假单胞菌、不动杆菌、植物乳杆菌的混合菌液。

4、目前研究的微生物载体一般可以分为无机载体和有机载体，以及它们的复合载体，无机载体包括硅藻土、滑石粉、蛭石、沸石、火山岩、珊瑚砂等，这些材料的机械强度大、安全性高、稳定性好，但生物亲和性差，微生物易脱落；有机包括载体海藻酸钠、琼脂、纤维素，然而其生物兼容性较好，但强度较低，易被微生物分解。未经过处理的玉米芯可视为一种天然有机载体，在水污染处理中也可以被用来作为生物质吸附材料。因玉米芯富含木质纤维素、纤维素和半纤维素等成分，本发明将其热解制备生物质多孔碳，在保持玉米芯结构的同时，提高机械强度，生物质多孔碳还具有更好的吸附能力，能够更好地吸附水体中的污染物。

5、此外，为了更好地利用生物质多孔碳，本发明将玉米芯浸渍于铁离子溶液中，在高温保护气氛围下，铁元素被原位还原为铁单质并被碳结构包埋，在稳定性较高的同时铁单质和碳复合结构还具有一定的催化性能，能够将一些活性高的有机物进行氧化降解。同时还用壳聚糖水凝胶对表面进行修饰，壳聚糖水凝胶表面丰富的基团的存在能够在早期快速地吸引污染物与复合微生物制剂作用，壳聚糖水凝胶的溶胀性也提升了反应性能，促进了污水中有害物质的快速吸附。

6、进一步地，所述生物质多孔碳的制备方法包括，将玉米芯置于保护气氛围下煅烧，冷却后得到生物质多孔碳。

7、进一步地，所述铁修饰生物质多孔碳的制备方法包括，

8、将玉米芯在浓度为0.01~0.03mol/l的铁离子溶液中浸渍处理，捞出干燥后置于保护气氛围下煅烧，冷却后得到铁修饰生物质多孔碳；

9、所述玉米芯与铁离子溶液的比为5~10：100~150g/ml。

10、进一步地，所述煅烧在500~700℃保持2~5h。

11、进一步地，所述玉米芯的尺寸为2~5mm。

12、本发明也提供了上述的复合微生物制剂的制备方法，包括，

13、将生物质多孔碳或铁修饰生物质多孔碳浸泡于微生物菌剂中，随后在搅拌下加入羧甲基壳聚糖和海藻酸钠，再引入钙离子得到混合物，然后冷冻干燥，得到复合微生物制剂。

14、进一步地，所述微生物菌剂的菌种总浓度为5×1011~2×1012个/ml；

15、其中，地衣芽孢杆菌、恶臭假单胞菌、施氏假单胞菌、不动杆菌、乳酸菌、植物乳杆菌的浓度比为2~3：1~2：2~5：1~2：1~2。

16、进一步地，所述生物质多孔碳或铁修饰生物质多孔碳和微生物菌剂的比为5~10：100~150g/ml；

17、所述羧甲基壳聚糖和海藻酸钠的质量分别为生物质多孔碳或铁修饰生物质质量的0.05~0.1倍和0.08~0.2倍。

18、进一步地，所述钙离子浓度为0.002~0.01mol/l。

19、本发明还提供了上述的复合微生物制剂在治理地表水中的应用。

20、相对于现有技术，本发明具有以下的有益效果：

21、本发明将生物质多孔碳或铁修饰生物质多孔碳作为微生物菌剂的载体，还修饰壳聚糖水凝胶，使得复合微生物制剂在早期能够迅速地吸附污水中的污染物与微生物菌剂作用，同时载体和微生物菌剂具有协同作用，能够有效地去除污水中的cod、氨氮和总磷，在地表水处理领域具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种复合微生物制剂，其特征在于，包括载体和吸附于所述载体上的微生物菌剂和壳聚糖水凝胶；

2.根据权利要求1所述的复合微生物制剂，其特征在于，所述生物质多孔碳的制备方法包括，将玉米芯置于保护气氛围下煅烧，冷却后得到生物质多孔碳。

3.根据权利要求1所述的复合微生物制剂，其特征在于，所述铁修饰生物质多孔碳的制备方法包括，

4.根据权利要求2或3所述的复合微生物制剂，其特征在于，所述煅烧在500~700℃保持2~5h。

5.根据权利要求2或3所述的复合微生物制剂，其特征在于，所述玉米芯的尺寸为2~5mm。

6.一种如权利要求1~5任一项所述的复合微生物制剂的制备方法，其特征在于，包括，

7.根据权利要求6所述的复合微生物制剂的制备方法，其特征在于，所述微生物菌剂的菌种总浓度为5×1011~2×1012个/ml；

8.根据权利要求6所述的复合微生物制剂的制备方法，其特征在于，所述生物质多孔碳或铁修饰生物质多孔碳和微生物菌剂的比为5~10：100~150g/ml；

9.根据权利要求6所述的复合微生物制剂的制备方法，其特征在于，所述钙离子浓度为0.002~0.01mol/l。

10.一种如权利要求1~5任一项所述的复合微生物制剂在治理地表水中的应用。

技术总结
本发明公开了一种复合微生物制剂及其在治理地表水中的应用，属于污水处理技术领域，所述复合微生物制剂包括载体和吸附于所述载体上的微生物菌剂和壳聚糖水凝胶；所述载体为生物质多孔碳或铁修饰生物质多孔碳；所述微生物菌剂为地衣芽孢杆菌、恶臭假单胞菌、施氏假单胞菌、不动杆菌、植物乳杆菌的混合菌液。本发明将生物质多孔碳或铁修饰生物质多孔碳作为微生物菌剂的载体，还修饰壳聚糖水凝胶，使得复合微生物制剂在早期能够迅速地吸附污水中的污染物与微生物菌剂作用，同时载体和微生物菌剂具有协同作用，能够有效地去除地表水中的COD、氨氮和总磷，在地表水处理领域具有广泛的应用前景。

技术研发人员：阎墨,宁超群,李洪亮,孔凡庸,石月梅,马啸
受保护的技术使用者：吉林省中科兆翔生态科技集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16