[发明专利]去除地下水苯酚污染的介质材料、其制备方法及应用

说明书

一种去除地下水苯酚污染的介质材料、其制备方法及应用。该介质材料是由菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按质量比1∶0.2～0.4∶0.2～0.4∶0.1～0.2经过菌株培养、催化、混合、固化等一系列过程后形成的平均粒径为0.5～1.5cm的颗粒材料。本发明的介质材料可有效去除地下水中的苯酚，材料安全环保，使用寿命长，实现了以废治废。

技术领域

本发明属于环保领域中地下水污染修复范畴，具体地涉及一种去除地下水苯酚污染的介质材料、其制备方法及应用。

背景技术

苯酚是结构最简单、毒性最强的酚类化合物，具有生物毒性，如果进入人体，会导致“三致”——致畸、致癌、致突变作用。苯酚广泛应用于炼油、炼焦、化工、医药等行业，含有苯酚的化工原料的广泛使用，以及该化工原料的存储不当或排放不规范，会造成土壤、地表水和地下水环境污染。地下水是饮用和灌溉的重要水源，地下水遭受苯酚污染将给人类和农作物造成巨大的危害。因此，研究经济高效的地下水苯酚修复技术具有十分重要的意义。

在各种地下水修复技术中，介质材料的选择直接影响污染物的去除效果，是修复效果良好与否的关键。目前对地下水中苯酚的修复材料存在方法单一、修复效果不明显、使用寿命短等缺点，因此，亟需开发一种高效、廉价、可去除地下水中苯酚的介质材料。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种去除地下水苯酚污染的介质材料、制备方法及应用，以至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的第一个方面，提供了一种去除地下水苯酚污染的介质材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照质量比为1∶0.25分别称取有机膨润土和硝酸铜，配置硝酸铜溶液，将有机膨润土加入到硝酸铜溶液中，取出有机膨润土放入加热设备中以10℃/min升温至250～300℃，焙烧30～45min，得到改性膨润土；

(2)将从锰砂滤料中提取的苯酚降解菌在环境条件为pH＝6.0～7.3、25℃、溶解氧浓度为8.15～8.40mg/L，浓度为1±0.4％的TSB培养基中培养10～24h后，形成活性菌剂；

(3)将活性菌剂的OD600值调节至接近1.0，接种至含有0.20～0.45g/LSiO₂粉末的100mL MSVP培养基中，吸附15～24h后，以10～20％的体积比加入质量浓度为0.5g/L的100mL海藻酸钠溶液中，得到菌体包埋液；

(4)将所述菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按照质量比为1∶0.2～0.4∶0.2～0.4∶0.1～0.2缓慢加入到CaCl₂交联液中，交联凝固成团或球，经无菌水洗涤得到固定化颗粒或小球，即为目标产物。

其中，步骤(2)中所述锰砂滤料为自来水厂中除锰滤池产生的废锰砂滤料

其中，步骤(4)中所述锰砂滤料预先进行冷冻干燥及过筛，平均粒径为50±10μm。

其中，步骤(4)中所述生物炭为秸秆生物炭或甘蔗渣生物炭，平均粒径为80±10μm。

其中，步骡(4)中目标产物的平均粒径为0.5～1.5cm。

作为本发明的第二个方面，还提供了一种去除地下水苯酚污染的介质材料，所述介质材料为颗粒状，由菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按一定比例混合反应形成，所述介质材料的平均粒径为0.5～1.5cm，其中菌体包埋液、锰砂滤料、改性膨润土和生物炭按质量比计算：菌体包埋液∶锰砂滤料∶改性膨润土∶生物炭＝1∶0.2～0.4∶0.2～0.4∶0.1～0.2。

作为优选，所述锰砂滤料为自来水厂中除锰滤池产生的废锰砂滤料；

作为优选，所述菌体包埋液为从锰砂滤料中提取的苯酚降解菌经处理后得到；