[发明专利]一种活性微囊及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种活性微囊及其制备方法和应用。这种活性微囊是由内核和包覆在内核外的包膜组成；其中，包膜由可生物降解的聚合物组成；内核由微生物、活性污泥、果核粉、淀粉、碳酸钙中的至少一种组成。这种活性微囊的制备方法，包括以下步骤：1)制备包膜液；2)制备内核；3)制备活性微囊。同时也公开了这种活性微囊的应用。本发明以聚乳酸为包膜材料，聚乙二醇为增塑增韧剂及致孔剂制备反硝化活性微囊，该材料既可以防止微生物流失，也可使反应产物和底物自由出入，此外还具有易固液分离等特点，在微生物固定化包埋以及污水处理领域具有独特的优势。

技术领域

本发明涉及一种活性微囊及其制备方法和应用。

背景技术

在农业中大量使用化肥造成地表水和地下水的广泛污染是目前关注的问题。近年来，一些涂层材料被用来固定微生物以进行污水处理。目前微生物固定化包埋材料主要有天然高分子多糖类，如海藻酸盐、琼脂、明胶等和高分子化合物，如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乳酸等。其中聚乳酸在20世纪70年代就获得美国食品和药物管理局(FDA)批准，并被广泛应用于农业、工业和医疗行业。

聚乳酸(PLA)也称聚丙交酯，是以玉米、小麦、木薯等淀粉为最初原料，经过酶分解得到葡萄糖，再经过乳酸菌发酵后变成乳酸，最后经过化学合成得到的生物降解热塑性聚酯。聚乳酸具有良好的力学性能(高强度、高模量)、较好可加工性能(易于加热成形、挤出成形、吹塑和注塑成形)、优良的生物相容性和生物降解性能以及较好的化学惰性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活性微囊及其制备方法和应用。具体而言，本发明的目的之一在于提供一种活性微囊，该材料具有良好的水处理性能和生物降解性；本发明的目的之二在于提供这种活性微囊的制备方法，该制备方法操作简单，容易实现，适用于工业化大规模生产；本发明的目的之三在于提供这种活性微囊在微生物固定化包埋以及污水处理领域的应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种活性微囊，是由内核和包覆在内核外的包膜组成；其中，包膜由可生物降解的聚合物组成；内核由微生物、活性污泥、果核粉、淀粉、碳酸钙中的至少一种组成。

这种活性微囊内核的粒径为3mm～8mm；包膜的厚度为0.1mm～1.6mm。

进一步的，这种活性微囊中，包膜由可生物降解的脂肪族聚酯材料组成。

再进一步的，这种活性微囊中，包膜由聚乳酸材料组成。

优选的，这种活性微囊中，包膜由聚乳酸包膜液形成，聚乳酸包膜液按质量百分比计的原料组成为：聚乳酸3％～9％、聚乙二醇10％～50％、余量为有机溶剂。

优选的，这种活性微囊中，内核是由活性污泥、荔枝核粉、淀粉、纳米碳酸钙按质量比为(9～11)：(5～6)：(1.5～2.5)：1组成。

这种活性微囊的制备方法，包括以下步骤：

1)制备包膜液

S1：将聚乳酸原料干燥；

S2：称取聚乳酸和聚乙二醇，置于有机溶剂中，搅拌溶解；

S3：静置脱泡，得到包膜液；

2)制备内核

S1：称取活性污泥、荔枝核粉、淀粉和纳米碳酸钙，混合搅拌，得到混合料；

S2：将混合料挤出，成型，得到活性微囊内核；

3)制备活性微囊

S1：将活性微囊内核浸渍于包膜液中；或者用包膜机在活性微囊内核上覆膜；

S2：将包膜固化成型，得到前述的活性微囊。

这种活性微囊在微生物固定化包埋和/或污水处理中的应用。