[发明专利]一种适用于负载芽孢杆菌的磁性生物炭及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种适用于负载芽孢杆菌的磁性生物炭的制备方法，包括如下步骤：(1)将玉米芯加入到混合溶液中，于摇床上在40‑70℃下振荡进行结构渗透，烘干得到的改性玉米芯经水热炭化制得生物炭备用；(2)将生物炭和可溶性铁盐溶液混合，于摇床上室温振荡进行结构渗透，烘干得到的改性生物炭于弱氧化性气氛下高温焙烧得到磁性生物炭。本发明以玉米芯为原材料，通过含有多种微量元素的混合溶液对其进行低温混合渗透后高温水热炭化，利用两次水分的挥发提供的动力使得生物炭孔隙结构丰富，微量元素渗透进入孔隙内保留，得到的孔隙结构丰富、富含营养元素的生物炭再经可溶性铁盐渗透，保护性气氛焙烧得到磁性生物炭。

技术领域

本发明属于生物炭制备和环保技术领域，涉及一种适用于负载芽孢杆菌的磁性生物炭及其制备方法和在废水净化中的应用。

背景技术

在我国，农副产品加工业、食品加工业和饮料生产制造业废水约占10％左右，随着国家经济调整，企业结构随之往节能、高效的方向发展，此类工业废水排放量较大并有持续增加的趋势，排放到河流会污染水体，引起水体的严重富营养化，导致赤潮等现象。微生物处理法就是在适宜的降解条件下利用已经培养驯化好的废水降解菌，对废水中有害物质进行高效率的降解的过程，从而降低废水中COD，BOD等的含量，但微生物处理仍存在着微生物活性及适应性低、在污染较严重环境中难以发挥作用的问题；固定化微生物修复是微生物修复的一种，是利用物理或化学方法使游离微生物固定在一个区域并保持高度富集与活性，来满足应用的生物技术。申请号CN20160555834.8提出了一种负载微生物的活性炭的制备方法，活性炭表面负载有80％的微生物，但微生物都负载在活性炭的表面，机械强度差，回收困难，不利于二次利用；申请号CN20101082869.3提出了一种承载微生物的填料，但微生物载体填料制备成本较高，且填料会对环境造成二次污染；上述废水的pH值偏低，在3-4范围内，COD较高但磷浓度很低，由于这类废水中的N、P含量低，维持生物作用的C、N、P比例失调，采用生化工艺处理该类废水时，一般是通过添加营养盐保证一般微生物所需的C、N、P比来维持工艺的正常运行。但这种方式不仅会增加运行成本，而且若投加量不足则处理效果不佳，投加量过大则增加了出水的磷含量。因此，亟需建立一种少或无需投加营养元素的生物处理新工艺解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供了一种适用于负载芽孢杆菌的磁性生物炭的制备方法，以玉米芯为原材料，通过含有多种微量元素的混合溶液对其进行低温混合渗透后高温水热炭化，利用两次水分的挥发提供的动力使得生物炭孔隙结构丰富，微量元素渗透进入孔隙内保留提供微生物生长所需，且丰富的孔隙有利于氧气的鼓入，形成更多的酰胺基、羧基等带电的含氧官能团，有利于微生物黏附增殖，得到的孔隙结构丰富、富含营养元素的生物炭再经可溶性铁盐渗透，保护性气氛焙烧得到磁性生物炭。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于负载芽孢杆菌的磁性生物炭的制备方法，包括如下步骤：

(1)将玉米芯加入到混合溶液中，于摇床上在40-70℃下振荡进行结构渗透，烘干得到的改性玉米芯经水热炭化制得生物炭备用；

所述混合溶液的溶质包括以下组分：硫酸镁15-25.0mg，磷酸氢二钠2.0-2.5g，磷酸二氢钾1.0-1.5g，硝酸铵0.5-1.0g，混合溶液总的质量分数为15％-20％；

(2)将生物炭和可溶性铁盐溶液混合，于摇床上室温振荡进行结构渗透，烘干得到的改性生物炭于弱氧化性气氛下高温焙烧得到磁性生物炭。