[发明专利]一种以脱氮生物微胶囊和缓释碳源为主体的生态净水颗粒制备方法

说明书

本发明涉及以脱氮生物微胶囊和缓释碳源为主体的生态净水颗粒制备方法，有效解决微污染水体脱氮微生物不足、C/N低、可生化性差，不易回收和二次污染的问题。培养微生物菌种，成脱氮微生物；将壳聚糖溶于乙酸溶液，成壳聚糖溶液；将海藻酸钠溶于水中，加入司盘80，成海藻酸钠溶液；将海藻酸钠溶液与脱氮微生物混匀，滴入CaCl₂溶液，成海藻酸钙胶囊，把海藻酸钙胶囊放入壳聚糖溶液中二次固化，成微胶囊；把微胶囊放入柠檬酸钠溶液中，进行中间层海藻酸钙液化，成生物微胶囊；将亲水性材料、成孔性材料、黏合剂、缓释碳源、生物微胶囊混合均匀，制成球形生态净水颗粒，养护，即成。本发明材料丰富、价格低廉，对微生物无毒害作用，可回收，无二次污染。

技术领域

本发明涉及化工，特别是一种以脱氮生物微胶囊和缓释碳源为主体的生态净水颗粒制备方法。

背景技术

水体氮污染是重要的环境问题之一，我国各地的河流、湖泊及地下水在不同程度上受到氮污染，对氮的降解和去除是污染水体生态修复的重要目标。水体中氮的去除主要通过脱氮微生物实现，而我国常见的都是低C/N污水，可生化性差，限制了氮的转化和去除，因此提供一定数量的脱氮微生物和补充碳源成为解决水体氮污染的有效方法之一。

目前，为了提高脱氮微生物数量，常采用的方法是直接向水中投加脱氮微生物，但天然水环境复杂多变，直接投加脱氮微生物存活率低且很难成为优势菌种。微生物微胶囊技术是一种新型固定化方法之一，20世纪60年代，Chang报道了半透膜微胶囊的制备，指出用其包埋蛋白质、酶等生物活性物质和细胞，可保持生物物质活性；20世纪80年代初，Lim和Sun成功制备了海藻酸钠-聚赖氨酸微胶囊。采用微胶囊技术将脱氮微生物通过一定的技术手段包覆在高分子材料形成的膜内，为脱氮微生物的生长繁殖提供良好的生活环境。研究中常用的碳源如甲醇、乙醇、葡萄糖等，供碳效果较好，但存在成本和运行费用较高且投放量不易控制、易造成二次污染等问题。近年来，富含大量纤维素的农业废弃物代替传统碳源已经得到广泛应用，这类物质价格低廉，且易于生物降解，具有良好的应用前景。但如何在将包覆脱氮微生物门多萨假单胞杆菌（Pseudomonas mendocina）、恶臭假单胞杆菌（Pseudomonas putida）、异养硝化-好氧反硝化菌（Paracoccus pantotrophus）的微胶囊和缓释碳源玉米芯、花生壳等通过一些亲水性材料、成孔性材料和黏合剂结合在一起制成生态净水颗粒，用以解决氮污染去除过程中脱氮微生物不足和C/N低等问题，同时，生态净水颗粒是直径为28~32mm球形颗粒，对污染物具有一定的吸附作用，使用结束后便于回收，避免造成对河道的二次污染，至今未见有公开报导。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种以脱氮生物微胶囊和缓释碳源为主体的生态净水颗粒制备方法，可有效解决微污染水体脱氮微生物不足、C/N低、可生化性差，不易回收和易造成二次污染的问题。

本发明解决的技术方案是，首先采用乳化交联法和聚电解质凝聚法将脱氮微生物包覆在以高分子材料为外壁的微胶囊内，然后进行生态净水颗粒的制备；缓释碳源的添加有利于提高河水的可生化性，提高脱氮效率；生态净水颗粒以无机材料为骨架，对污染物具有一定的吸附作用，具体包括以下步骤：

（1）、制备脱氮微生物

在液体培养基中接入微生物菌种，接种量为液体培养基重量的1%~3%，在30±1℃、转速为150r/min条件下，震荡培养36h，成脱氮微生物；