[发明专利]固定氨氧化细菌的煤矸石颗粒及其制备方法

说明书

本发明公开了固定氨氧化细菌的煤矸石颗粒。煤矸石颗粒清洗后经CuCl2、硫代乙酸钾、PbCl2、FeCl3制备的混合液改性后得到物质B；物质经B经CoCl2、CeCl3、NaOH、NaCl、SrCl2制备的混合液改性后得到物质C；物质经C经2‑吡咯甲醛、乙醛酸制备的混合液改性后得到物质D；在物质D上固定氨氧化细菌后得到的物质即为固定氨氧化细菌的煤矸石颗粒。本发明的有益效果是，制得的固定氨氧化细菌的煤矸石颗粒具有菌株活性高、能高效降解废水中氨氮的功能。

技术领域

本发明属于环境污染治理技术的功能材料研发与制备领域，特别涉及一种固定氨氧化细菌的煤矸石颗粒及其制备方法。

背景技术

固定化微生物技术是六十年代由生物化工中的固定化酶技术发展起来的生物技术，采用物理或化学的方法将游离微生物细胞通过自凝聚固定成颗粒或是固定在特定垫层材料内，使其保持活性，可以反复利用。在七十年代后期，随着水污染的日益严重，该技术因其独特的优点而被应用于工业废水的生物处理，与传统的悬浮生物处理法相比，固定化微生物技术具有提高反应器内微生物细胞浓度、保持高效菌种、微生物密度高且流失少、反应速度快、耐毒害能力强、处理设备简单等优点，因此近年来一直是国内外学者研究的热点之一，同时也取得了令人鼓舞的研究成果。固定化微生物技术能否投入实用的关键之处在于固定化载体材料的选择，应用于微生物固定化的载体应具有抗微生物分解、机械强度高、传质性能好、对微生物无毒、性质稳定、价格低廉、寿命长等特性。目前所采用的固定化载体材料主要有：有机高分子载体、无机载体和复合载体三大类。但是仍然需要对载体进行改性，以提高载体固定微生物的活性与性能。

氨氮的迁移转化也需要消耗水体中的氧气，完全氧化1mg氨氮为硝态氮大概需要4.6mg溶解氧，高含量的氨氮进入更新较慢的地表水体会引起富营养化，藻类在基质充足的条件下大量生长繁殖，在此过程中会过量消耗水中溶解氧，从而产生大量有机物导致水体黑臭严重影响水质，并能引起鱼类等水生生物因缺少氧气而死亡。水体环境中的氨氮污染的严峻形势对废水处理工艺的处理效果、经济效益等方面的要求也越来越高。各污水处理厂对生活污水及市政污水的处理普遍选用传统的活性污泥法进行生物脱氮，由于环境治理成本上升，固定化微生物技术经过不断的研究和发展，它将在废水处理乃至于水污染治理中发挥越来越重要的作用，但是，目前还缺少用于固定氨氧化细菌的材料，因此，开发用于固定氨氧化细菌的材料对于治理和修复氮污染水体具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种固定氨氧化细菌的煤矸石颗粒，其制备方法的具体步骤如下：

(1)将35克粒径为2～3cm的煤矸石颗粒加入到500mL质量百分比浓度为45％的NaOH溶液中，在1000r/min条件下搅拌5分钟，过滤除去液体，经800mL去离子水洗涤后在温度为105℃的干燥箱中放置30分钟，得到物质A；

(2)将2.52克CuCl2和1.89克硫代乙酸钾加入到800mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量4份，得到混合液H1、混合液H2、混合液H3、混合液H4；

(3)将130mL摩尔浓度为0.62mol/L的PbCl2溶液和70mL摩尔浓度为0.38mol/L的FeCl3溶液加入到混合液H1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液J1；

(4)将物质A加入到混合液J1中，在温度为30℃的摇床中摇动45分钟，过滤除去液体得到物质A1，物质A1经200mL质量百分比浓度为90％的乙醇洗涤后置于马弗炉中在495℃条件下焙烧60分钟，得到物质A2；