基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂

1.本发明涉及一种基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂。


背景技术：

2.我国大多数河道出现了不同程度的黑臭现象，严重影响了居民的生活，制约了社会发展，日益成为人们关注的焦点和热点。污染底泥是河道主要污染源之一，河道底泥既是接纳和分解河道水体污染物的“沉积库”，也是向上覆水释放营养盐和有机污染物的“源”，对河道水环境影响很大。由于长期的外源输入，河道水体中大量的营养、盐元素、难降解有机物、重金属等污染物与河道中的泥沙发生长 期的物理及化学反应积存于河道底泥中，底泥中污染物很不稳定，在适当的条件如水力冲刷、外界扰动等情况下又会从底泥中重新释放出来，再一次进入水体，使水体受到二次污染。随着外源污染的有效控制和河道水体治理的推进，污染底泥引起的内源污染问题日益突出，还需对河道底泥进行修复和底泥污染物的释放予以控制。
3.目前常用的黑臭底泥修复方法主要有化学，物理和生物修复技术。物理修复技术主要是通过截污清淤、引水冲刷、疏浚和底泥曝气等措施进行处理，虽然污染源的截污可从源头控制，但河流中仍存在非点源和其他污染源，在处理过程中不易切断。引水冲刷技术具有见效快，治理效果明显有技术优势。化学修复技术通常是向河流污染底泥中投加化学药剂，如铁盐和铝盐等。利用化学修复技术处理河流黑臭问题，虽然速度较快，可在紧急情况下作为应急之用但化学药剂的使用会增加处理过程中污泥的产生，同时也会产生一定的毒性。生物修复法是一种科学环保绿色有效的方法。
4.微生物菌剂，如em菌、枯草芽孢杆菌、复合菌等，具有促进植物生长、抵抗病害和环境胁迫、改善土壤微生态及提高土壤肥力等功效，是非常有应用前景的农用绿色生物制剂（需确定）。专利cn1736901a提出了一种处理含氨氮废水的方法，采用了微生物菌株，如氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌等，有效使水处理系统保持较高的生物活性，进而确保系统具有优异的氨氮处理效率。但是，需要严格控制系统的进水量、进水水质、溶解氧浓度和ph值等因素，各条件对微生物活性影响较大。因此，微生物菌剂在应用过程中会存在的菌体稳定性低、活菌数不高、持效性差等问题。微生物微胶囊化技术，即生物微胶囊，将菌体包埋或封装到微胶囊中，实现对功能菌株的保护，能有效提高菌体的存活性、稳定性和缓释性。
5.目前底泥修复剂的制作方法，多采用的是化学或者物理配方，常常是释氧剂、吸附剂、包埋剂等的配方组合，生物配方的研究方法比较少，仅有专利（专利号cn202010861371.4）研发了一种双层底泥修复胶囊，该胶囊分为外层菌液包被层和内层吸附材料层，外层菌液包被层通过降解底泥污染物质为微生物的生长提供营养，内层是释放氧气层为微生物生长提供氧气。但是该方法还存在一些缺点：（1）由于微生物的生长受多种因素的影响以及限制，城市污水中氮、磷含量不断增多，这些高浓度氮、磷污染物，重金属有毒物质，对传统微生物的生命活动会产生抑制作用，导致微生物降解污染物速率下降，甚至造成微生物的大量死亡。（2）采用微生物固定化方法，可以有效保护微生物，但是包被材料
海藻酸钠在短时间内很容易降解，降解过程中会影响微生物的生长，从而导致作用时间短，影响作用效果。（3）大胶囊的固定化方法与水体的接触面小，从而影响作用效果。因此目前，生物生态方法尚未普及的重要原因主要在于尚未开发出能让微生物适应于各类黑臭水体治理的合适方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂，针对目前该技术在修复污水水体遇到的困难和问题，克服了现有技术的缺陷，不容易堵塞，微生物在恶劣的环境下可以长期存活，作用时间长，高效持久，有效的降低水体中的cod、总磷量及氨氮浓度，底泥中的硫化物和氨氮浓度，长期对水体生态恢复具有积极作用，且净化效率高，与水体的接触面积大。
7.为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂，包括胶囊、生物微胶囊和多孔材料，所述生物微胶囊均匀地负载于多孔材料中形成多孔功能材料，所述胶囊与多孔功能材料发生交联反应形成基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂，所述生物微胶囊负载于多孔材料的负载率是5%－60%，所述胶囊、生物微胶囊及多孔材料的质量份数比是30：20：5；所述基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂是的制备方法是：步骤一，胶囊的制备；（1）将1-3份海藻酸钠在溶于75份水中彻底溶解成絮状胶体溶液，溶解冷却后缓慢加入6-8份过氧化钙、6-8份硅藻土和8-10份细砂，并搅拌混匀形成内层絮状体，将内层絮状混合体放入3%-5%氯化钙溶液中进行交联反应，形成胶囊；步骤二，生物微胶囊的制备；（1）向1%-5%海藻酸钠水溶液里加入微生物菌体液体种子5-10ml及营养液10-20ml，在常温下，通过针头注射器滴加到1%-5%氯化钙溶液的凝固浴中，稳定一段时间后形成微胶囊雏形，在1%-5%氯化钙溶液中进行二次钙化，最后在0.5%-5%壳聚糖溶液中进行20-30分钟的二次复凝聚反应，利用100-150ml浓度为0.85%-0.9%的无菌生理盐水进行浸泡、增殖培养，形成生物微胶囊；步骤三，多孔功能材料的制备；（1）取粒径为1-3mm的火山岩，质量份计是30-50份，将火山岩浸入装有步骤二100-150ml的生物微胶囊的装置中进行吸附，形成具有生物微胶囊的多孔功能材料；步骤四，基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂的制备；（1）将3-5份海藻酸钠在75份水中彻底溶解，溶解冷却后加入步骤三中的具有生物微胶囊的多孔功能材料，搅拌均匀，形成絮状体，将步骤一中的胶囊包裹在该絮状体中并放入3%-5%的氯化钙溶液交联试剂中进行交联反应，形成基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂。
8.在本技术方案中，所述微生物菌体种子包括em菌或枯草芽孢杆菌或复合菌，所述营养液是适合所述em菌或枯草芽孢杆菌或复合菌生长的营养液。
9.在本技术方案中，所述微胶囊的直径是0.06-0.72mm。
10.在本技术方案中，所述基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂与水体中
的底泥的质量比为1:40。
11.在本技术方案中，在所述步骤一中，交联反应的时间为10-20分钟。
12.在本技术方案中，在所述步骤二中，针头注射器滴加到氯化钙混合液的凝固浴的稳定时间为20-30分钟形成微胶囊雏形。
13.在本技术方案中，在所述步骤三中，所述火山岩浸入装有步骤二生物微胶囊的装置中进行吸附的时间为16-24h。在本技术方案中，在所述步骤四中将步骤一中的胶囊包裹在该絮状体中放入交联试剂中进行交联反应的时间为15-20分钟。
14.在本技术方案中，在所述步骤三中，火山岩的直径为1-2mm。
15.在本技术方案中，所述步骤二海藻酸钠水溶液浓度是3%-5%，针头下滴速度为40-60滴/min，氯化钙溶液的ph值为6.8-7.2，壳聚糖溶液溶液浓度是3%-5%及增殖培养时间是2-4h。
16.本发明与现有技术相比的优点为：不容易堵塞，微生物在恶劣的环境下可以长期存活，作用时间长，高效持久，有效的降低水体中的cod、总磷量及氨氮浓度，底泥中的硫化物和氨氮浓度，长期对水体生态恢复具有积极作用，且净化效率高，与水体的解除面积大。
附图说明
17.图1是本发明基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂的结构示意图；图2是本发明生物微胶囊的示意图；图3是本发明步骤二中生物微胶囊的制备方法示意图；图4是本发明实施例一中的水体氨氮含量变化折线图；图5是本发明实施例一中水体cod含量的变化折线图；图6是本发明实施例一中水体总磷含量的变化折线图；图7是本发明实施例一中底泥处理前后硫化物含量的柱状图；图8 是本发明实施例一中底泥处理前后氨氮含量的柱状图；图9是本发明实施例二中的水体氨氮含量变化折线图；图10是本发明实施例二中水体cod含量的变化折线图；图11是本发明实施例二中水体总磷含量的变化折线图；图12是本发明实施例二种硫化物含量的柱状图；图13 是本发明实施例二中底泥处理前后氨氮含量的柱状图；图14是本发明实施例三中的水体氨氮含量变化折线图；图15是本发明实施例三中水体cod含量的变化折线图；图16是本发明实施例三中水体总磷含量的变化折线图；图17是本发明实施例三种硫化物含量的柱状图；图18是本发明实施例三中底泥处理前后氨氮含量的柱状图。
具体实施方式
18.为了便于理解本发明，下面将参照实施例对本发明进行更全面的描述，以下给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以采用许多不同的形式来实现，并不限于本文所描
述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
19.除非另外指明，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
20.除非另外指明，所有百分比、分数和比率都是按本发明组合物的总重量计算的。除非另外指明，有关所列成分的所有重量均给予活性物质的含量，因此它们不包括在可商购获得的材料中可能包含的溶剂或副产物。本文术语“重量含量”可用符合“%”表示。
21.除非另外指明，在本文中所有配制和测试发生在室温的环境。
22.本文中“包括”、“包含”、“含”、“含有”、“具有”或其它变体意在涵盖非封闭式包括，这些术语之间不作区分、术语“包含”是指可加入不影响最终结果的其它步骤和成分。术语“包含”还包括术语“由
…
组成”和“基本上由
…
组成”。本发明的组合物和方法/工艺可包含、由其组成和基本上由本文描述的必要元素和限制项以及本文描述的任一的附加的或任选的成分、组成、步骤或限制项组成。
23.下面结合附图对本发明新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明新型，但并不构成对本发明新型的限定。此外，下面所描述的本发明新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
24.实施例一如图1至图8所示，其是一种基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂，包括胶囊、生物微胶囊和多孔材料，所述生物微胶囊均匀地负载于多孔材料中形成多孔功能材料，所述胶囊与多孔功能材料发生交联反应形成基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂，所述生物微胶囊负载于多孔材料的负载率是5%，优选的负载率是7%，所述胶囊、生物微胶囊及多孔材料的质量份数比是30：20：5；所述基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂是的制备方法是：步骤一，胶囊的制备；（1）1份海藻酸钠在溶于75份水中彻底溶解成絮状胶体溶液，溶解冷却后缓慢加入6份过氧化钙、6份硅藻土和8份细砂，并搅拌混匀形成内层絮状体，将内层絮状混合体放入3%氯化钙溶液中进行交联反应，形成胶囊；步骤二，生物微胶囊的制备；（1）向1%海藻酸钠水溶液里加入微生物菌体液体种子5ml及营养液10ml，在常温下，通过针头注射器滴加到1%氯化钙溶液的凝固浴中，稳定一段时间后形成微胶囊雏形，在1%氯化钙溶液中进行二次钙化，最后在0.5%壳聚糖溶液中进行20分钟二次复凝聚反应，利用100ml浓度为0.85%的无菌生理盐水进行浸泡、增殖培养，形成生物微胶囊；步骤三，多孔功能材料的制备；（1）取粒径为1mm的火山岩，火山岩的质量份计是30份，将火山岩浸入装有步骤二100ml的生物微胶囊的装置中进行吸附，形成具有生物微胶囊的多孔功能材料；步骤四，基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂的制备；（1）将3份海藻酸钠在75份水中彻底溶解，溶解冷却后加入步骤三中的具有生物微胶囊的多孔功能材料，搅拌均匀，形成絮状体，将步骤一中的胶囊包裹在该絮状体中并放入
3%的氯化钙溶液交联试剂中进行交联反应，形成基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂。
25.生物微胶囊微胶囊技术是将微量物质包裹在高分子聚合物薄膜中的技术，是一种储存固体、液体、气体的微型包装技术，主要由被包裹的芯材和包裹的壁材所组成，如下图所示。本发明中的生物微胶囊是采用微胶囊化技术将微生物菌体，如em菌、枯草芽孢杆菌、复合菌等，作为芯材进行包埋或封装到微胶囊的壁材海藻酸钙等中，实现对功能菌株的保护，提高了菌体的存活性、稳定性和缓释性。
26.生物微胶囊在地聚合物多孔性材料上的负载率按如下式子计算：负载率 =(生物微胶囊负载量)/(生物微胶囊负载量 + 多孔功能材料)
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100%其中，生物微胶囊负载量=生物微胶囊总量-残留在溶液中生物微胶囊在本发明中，胶囊的过氧化钙作为增氧剂使底泥无氧环境变为有氧环境，硅藻土作为吸附材料可有效吸附底泥中污染物且可以为生物生长提供载体。
27.微生物是水体和土壤环境修复中不可或缺的组分，起着不可替代的作用。微生物技术在修复水污染过程中有着效率高、成本低、无二次污染等特点。相对于菌体在环境中易失活的特性，本项目采用微胶囊的形式对菌体进行包裹处理，即形成生物微胶囊，可以有效防止外界不良条件对菌体的破坏以提高菌体的稳定性，提高菌体的保存时间。一些菌体，在环境中受到不良环境的影响（紫外线、ph等）其存活率很低。而通过微胶囊技术可以将菌体与不良环境隔离，达到提高菌体稳定性的作用。本项目中的生物微胶囊中，微胶囊不仅为微生物生长提供营养物质，同时还可保护微生物不受外界环境的影响，进而大大提高了微生物适应环境的能力；不同传统底泥修复粉末状药剂，负载于可降解多孔材料的生物微胶囊不受水流影响，不会随着水流流失；此外壁材包被体还起到缓释作用，延长微胶囊中微生物的作用时间和降低降解时间。
28.在本实施例中，所述微生物菌体种子包括em菌或枯草芽孢杆菌或复合菌，所述营养液是适合所述em菌或枯草芽孢杆菌或复合菌生长的营养液。
29.在本实施例中，所述微胶囊的直径是0.06mm。
30.在本实施例中，所述基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂与水体中的底泥的质量比为1:40。
31.在本实施例中，在所述步骤一中，交联反应的时间为10分钟。
32.在本实施例中，在所述步骤二中，针头注射器滴加到氯化钙混合液的凝固浴的稳定时间为20分钟形成微胶囊雏形。
33.在本实施例中，在所述步骤三中，所述火山岩浸入装有步骤二生物微胶囊的装置中进行吸附的时间为16h。在本实施例中，所述步骤四中将步骤一中的胶囊包裹在该絮状体中放入交联试剂中进行交联反应的时间为15分钟。
34.在本实施例中，所述步骤三中，火山岩的直径为1.1mm。
35.在本实施例中，所述步骤二海藻酸钠水溶液浓度是3%，针头下滴速度为40滴/min，氯化钙溶液的ph值为6.8，壳聚糖溶液溶液浓度是3%及增殖培养时间是2h。
36.分别从2条河涌的样本中分别取300g底泥，清除取得的底泥中所有碎石、树枝等垃
圾后混匀待用，之后均匀分置于玻璃缸中，每缸底泥厚度10cm，并注入20cm深的同一河涌中的水体污。底泥与胶囊的质量比为40:1，投放本发明胶囊于底泥中，并搅拌均匀，设置4组实验，设置方案如表1所示。
37.表1 实验分组及黑臭底泥不同处理方式结果如图所示，本发明的新型生态黑臭底泥修复剂反应3天后，两条河涌的各项污染物浓度均降低了40%以上，氨氮浓度平均下降50%，7天后各项水质污染物浓度指标均能达到国家地表水标准的v类水水平，底泥的氨氮和硫化物处理率达到85%以上，实现了彻底黒臭消除效果。
38.实施例二如图1至图3与图9至图13所示，其是一种基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂，包括胶囊、生物微胶囊和多孔材料，所述生物微胶囊均匀地负载于多孔材料中形成多孔功能材料，所述胶囊与多孔功能材料发生交联反应形成基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂，所述生物微胶囊负载于多孔功能材料的负载率是32.5%，优选的负载率是18.5%，所述胶囊、生物微胶囊及多孔材料的质量份数比是30：20：5；所述基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂是的制备方法是：步骤一，胶囊的制备；（1）2份海藻酸钠在溶于75份水中彻底溶解成絮状胶体溶液，溶解冷却后缓慢加入7份过氧化钙、7份硅藻土和9份细砂，并搅拌混匀形成内层絮状体，将内层絮状混合体放入4%氯化钙溶液中进行交联反应，形成胶囊；步骤二，生物微胶囊的制备；（1）向3%海藻酸钠水溶液里加入微生物菌体液体种子7.5ml及营养液15ml，在常温下，通过针头注射器滴加到3%氯化钙混合液的凝固浴中，稳定一段时间后形成微胶囊雏形，在3%氯化钙溶液中进行二次钙化，最后在2.75%壳聚糖溶液中进行25分钟的二次复凝聚反应，利用125ml浓度为0.875%的无菌生理盐水进行浸泡、增殖培养，形成生物微胶囊；步骤三，多孔功能材料的制备；（1）取粒径为2mm的火山岩，火山岩的质量份计是40份，将火山岩浸入装有步骤二125ml的生物微胶囊的装置中进行吸附，形成具有生物微胶囊的多孔功能材料；步骤四，基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂的制备；（1）将4份海藻酸钠在75份水中彻底溶解，溶解冷却后加入步骤三中的具有生物微胶囊的多孔功能材料，搅拌均匀，形成絮状体，将步骤一中的胶囊包裹在该絮状体中并放入4%的氯化钙溶液交联试剂中进行交联反应，形成基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂。
39.生物微胶囊微胶囊技术是将微量物质包裹在高分子聚合物薄膜中的技术，是一种储存固体、液体、气体的微型包装技术，主要由被包裹的芯材和包裹的壁材所组成，如下图所示。本发
明中的生物微胶囊是采用微胶囊化技术将微生物菌体，如em菌、枯草芽孢杆菌、复合菌等，作为芯材进行包埋或封装到微胶囊的壁材海藻酸钙等中，实现对功能菌株的保护，提高了菌体的存活性、稳定性和缓释性。
40.生物微胶囊在地聚合物多孔性材料上的负载率按如下式子计算：负载率 =(生物微胶囊负载量)/(生物微胶囊负载量 + 多孔功能材料)
ꢀ×ꢀ
100%其中，生物微胶囊负载量=生物微胶囊总量-残留在溶液中生物微胶囊在本发明中，胶囊的过氧化钙作为增氧剂使底泥无氧环境变为有氧环境，硅藻土作为吸附材料可有效吸附底泥中污染物且可以为生物生长提供载体。
41.微生物是水体和土壤环境修复中不可或缺的组分，起着不可替代的作用。微生物技术在修复水污染过程中有着效率高、成本低、无二次污染等特点。相对于菌体在环境中易失活的特性，本项目采用微胶囊的形式对菌体进行包裹处理，即形成生物微胶囊，可以有效防止外界不良条件对菌体的破坏以提高菌体的稳定性，提高菌体的保存时间。一些菌体，在环境中受到不良环境的影响（紫外线、ph等）其存活率很低。而通过微胶囊技术可以将菌体与不良环境隔离，达到提高菌体稳定性的作用。本项目中的生物微胶囊中，微胶囊不仅为微生物生长提供营养物质，同时还可保护微生物不受外界环境的影响，进而大大提高了微生物适应环境的能力；不同传统底泥修复粉末状药剂，负载于可降解多孔材料的生物微胶囊不受水流影响，不会随着水流流失；此外壁材包被体还起到缓释作用，延长微胶囊中微生物的作用时间和降低降解时间。
42.在本实施例中，所述微生物菌体种子包括em菌或枯草芽孢杆菌或复合菌，所述营养液是适合所述em菌或枯草芽孢杆菌或复合菌生长的营养液。
43.在本实施例中，所述生物微胶囊的直径是0.53mm，优选的所述生物微胶囊的直径是0.39mm。
44.在本实施例中，所述基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂与水体中的底泥的质量比为1:40。
45.在本实施例中，在所述步骤一中，交联反应的时间为15分钟。
46.在本实施例中，在所述步骤二中，针头注射器滴加到氯化钙混合液的凝固浴的稳定时间为25分钟形成微胶囊雏形。
47.在本实施例中，在所述步骤三中，所述火山岩浸入装有步骤二生物微胶囊的装置中进行吸附的时间为20h。在本实施例中，所述步骤四中将步骤一中的胶囊包裹在该絮状体中放入交联试剂中进行交联反应的时间为17.5分钟。
48.在本实施例中，在所述步骤三中，火山岩的直径为1.5mm。
49.在本实施例中，所述步骤二海藻酸钠水溶液浓度是4%，针头下滴速度为50滴/min，氯化钙溶液的ph值为7，壳聚糖溶液溶液浓度是4%及增殖培养时间是3h。
50.本发明可以降低水体中的cod、总磷、氨氮、底泥氨氮浓度及硫化物。
51.本发明取样测试分别从2条河涌的样本中分别取300g底泥，清除取得的底泥中所有碎石、树枝等垃圾后混匀待用，之后均匀分置于玻璃缸中，每缸底泥厚度10cm，并注入20cm深的同一河涌中的水体污。底泥与胶囊的质量比为40:1，投放本发明胶囊于底泥中，并搅拌均匀，设置4组实
验，设置方案如表1所示。
52.表2 实验分组及黑臭底泥不同处理方式组号处理方式投加比1河140：12河240：1结果如图所示，本发明的新型生态黑臭底泥修复剂反应3天后，两条河涌的各项污染物浓度均降低了40%以上，氨氮浓度平均下降50%，7天后各项水质污染物浓度指标均能达到国家地表水标准的v类水水平，底泥的氨氮和硫化物处理率达到85%以上，实现了彻底黒臭消除效果。
53.实施例三如图1至图3与图14至图18所示，其是一种基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂，包括胶囊、生物微胶囊和多孔材料，所述生物微胶囊均匀地负载于多孔材料中形成多孔功能材料，所述胶囊与多孔功能材料发生交联反应形成基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂，所述生物微胶囊负载于多孔功能材料的负载率是60%，优选的负载率是30%，所述胶囊、生物微胶囊及多孔材料的质量份数比是30：20：5；所述基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂是的制备方法是：步骤一，胶囊的制备；（1）3份海藻酸钠在溶于75份水中彻底溶解成絮状胶体溶液，溶解冷却后缓慢加入8份过氧化钙、8份硅藻土和10份细砂，并搅拌混匀形成内层絮状体，将内层絮状混合体放入5%氯化钙溶液中进行交联反应，形成胶囊；步骤二，生物微胶囊的制备；（1）向5%海藻酸钠水溶液里加入微生物菌体液体种子10ml及营养液20ml，在常温下，通过针头注射器滴加到5%氯化钙混合液的凝固浴中，稳定一段时间后形成微胶囊雏形，在5%氯化钙溶液中进行二次钙化，最后在5%壳聚糖溶液中进行30分钟的二次复凝聚反应，利用150ml浓度为0.9%的无菌生理盐水进行浸泡、增殖培养，形成生物微胶囊；步骤三，多孔功能材料的制备；（1）取粒径为3mm的火山岩，火山岩的质量份计是50份，将火山岩浸入装有步骤二150ml的生物微胶囊的装置中进行吸附，形成具有生物微胶囊的多孔功能材料；步骤四，基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂的制备；（1）将5份海藻酸钠在75份水中彻底溶解，溶解冷却后加入步骤三中的具有生物微胶囊的多孔功能材料，搅拌均匀，形成絮状体，将步骤一中的胶囊包裹在该絮状体中并放入5%的氯化钙溶液交联试剂中进行交联反应，形成基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂。
54.生物微胶囊微胶囊技术是将微量物质包裹在高分子聚合物薄膜中的技术，是一种储存固体、液体、气体的微型包装技术，主要由被包裹的芯材和包裹的壁材所组成，如下图所示。本发明中的生物微胶囊是采用微胶囊化技术将微生物菌体，如em菌、枯草芽孢杆菌、复合菌等，作为芯材进行包埋或封装到微胶囊的壁材海藻酸钙等中，实现对功能菌株的保护，提高了菌体的存活性、稳定性和缓释性。
55.生物微胶囊在地聚合物多孔性材料上的负载率按如下式子计算：负载率 =(生物微胶囊负载量)/(生物微胶囊负载量 + 多孔功能材料)
ꢀ×ꢀ
100%其中，生物微胶囊负载量=生物微胶囊总量-残留在溶液中生物微胶囊在本发明中，胶囊的过氧化钙作为增氧剂使底泥无氧环境变为有氧环境，硅藻土作为吸附材料可有效吸附底泥中污染物且可以为生物生长提供载体。
56.微生物是水体和土壤环境修复中不可或缺的组分，起着不可替代的作用。微生物技术在修复水污染过程中有着效率高、成本低、无二次污染等特点。相对于菌体在环境中易失活的特性，本项目采用微胶囊的形式对菌体进行包裹处理，即形成生物微胶囊，可以有效防止外界不良条件对菌体的破坏以提高菌体的稳定性，提高菌体的保存时间。一些菌体，在环境中受到不良环境的影响（紫外线、ph等）其存活率很低。而通过微胶囊技术可以将菌体与不良环境隔离，达到提高菌体稳定性的作用。本项目中的生物微胶囊中，微胶囊不仅为微生物生长提供营养物质，同时还可保护微生物不受外界环境的影响，进而大大提高了微生物适应环境的能力；不同传统底泥修复粉末状药剂，负载于可降解多孔材料的生物微胶囊不受水流影响，不会随着水流流失；此外壁材包被体还起到缓释作用，延长微胶囊中微生物的作用时间和降低降解时间。
57.在本实施例中，所述微生物菌体种子包括em菌或枯草芽孢杆菌或复合菌，所述营养液是适合所述em菌或枯草芽孢杆菌或复合菌生长的营养液。
58.在本实施例中，所述生物微胶囊的直径是0.72mm。
59.在本实施例中，优选的所述生物微胶囊的直径是0.6mm。
60.在本实施例中，所述基于生物微胶囊的高效黑臭水体黑臭底泥修复剂与水体中的底泥的质量比为1:40。
61.在本实施例中，在所述步骤一中，交联反应的时间为20分钟。
62.在本实施例中，在所述步骤二中，针头注射器滴加到氯化钙混合液的凝固浴的稳定时间为30分钟形成微胶囊雏形。
63.在本实施例中，在所述步骤三中，所述火山岩浸入装有步骤二生物微胶囊的装置中进行吸附的时间为24h。在本实施例中，所述步骤四中将步骤一中的胶囊包裹在该絮状体中放入交联试剂中进行交联反应的时间为20分钟。
64.在本实施例中，在所述步骤三中，火山岩的直径为2mm。
65.在本实施例中，所述步骤二海藻酸钠水溶液浓度是4.9%，针头下滴速度为60滴/min，氯化钙溶液的ph值为7.2，壳聚糖溶液溶液浓度是4.9%及增殖培养时间是4h。
66.本发明可以降低水体中的cod、总磷、氨氮、底泥氨氮浓度及硫化物。
67.本发明取样测试分别从2条河涌的样本中分别取300g底泥，清除取得的底泥中所有碎石、树枝等垃圾后混匀待用，之后均匀分置于玻璃缸中，每缸底泥厚度10cm，并注入20cm深的同一河涌中的水体污。底泥与胶囊的质量比为40:1，投放本发明胶囊于底泥中，并搅拌均匀，设置4组实验，设置方案如表1所示。
68.表3 实验分组及黑臭底泥不同处理方式组号处理方式投加比
1河140：12河240：1结果如图所示，本发明的新型生态黑臭底泥修复剂反应3天后，两条河涌的各项污染物浓度均降低了40%以上，氨氮浓度平均下降50%，7天后各项水质污染物浓度指标均能达到国家地表水标准的v类水水平，底泥的氨氮和硫化物处理率达到85%以上，实现了彻底黒臭消除效果。
69.以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。