[发明专利]一种用于黑臭水体治理的负载微生物的壳聚糖改性蒙脱石的制备方法

说明书

本发明涉及一种用于黑臭水体治理的负载微生物的壳聚糖改性蒙脱石的制备方法，包括以下步骤：(S1)钠基蒙脱石的制备：(S2)壳聚糖改性蒙脱石；(S3)负载营养物质；(S4)负载复合菌剂。本发明以廉价高效的蒙脱石作为固定化载体，辅以壳聚糖改性覆膜，并负载微生物及所需营养物质，材料来源广泛易获取，制备成本低，能够高效、批量生产；本发明制备所得产品具有强耐冲击性和高度理化稳定性，具有较大的适用范围，可适应各种封闭水域及流动水域，能够有效促进黑臭底泥的氧化分解，增加黑臭底泥中有机质的降解效率，可以用于黑臭底泥的治理修复。

技术领域

本发明涉及一种用于黑臭水体治理的负载微生物的壳聚糖改性蒙脱石的制备方法。

背景技术

黑臭水体因成因复杂、影响因素众多的特点，其治理技术往往需要综合、全面地考虑，黑臭水体不同成因及不同污染源类型，通常需要系统考虑不同技术措施组合，以实现黑臭水体的综合治理及水环境改善。限于黑臭水体周边环境及水岸线特征等因素，目前对黑臭水域内水体及底泥的治理以原位处理技术为主；黑臭水体的原位处理主要包括模块化装置过滤、药剂絮凝沉降、水生植物富集吸收、高效复合微生物菌剂净化、复合酶原位净化、土著微生物扩增及生物促生等；黑臭底泥的原位处理技术主要包括氧化剂处理、新材料覆盖隔离、微生物菌剂修复、水生植物净化修复等。

现有原位处理技术中以微生物菌剂、复合酶为主的生物制剂存在易流失、治理周期长、受环境因素限制等；公开号为CN113371850A的中国专利申请公开了一种高效净化水体的复合微生物菌剂及其应用，发明所述高效净化水体的复合微生物菌剂包括光合细菌、乳酸菌、放线菌、硝化细菌、反硝化细菌和酵母菌，该发明方法在用于污水处理前需进行预培养，故对水质不稳定的流动性黑臭水体无法进行预培养，且受水流影响流失量大，需要持续补充投加，治理周期长，成本高。以多孔材料为主的净水剂和底泥覆盖剂可以实现对污染物的吸附和覆盖，能够阻拦底泥向上覆水体的释放，但是无法将污染物彻底去除，长期依然会对水环境造成二次污染。

发明内容

对于上述技术缺项，本发明提供一种用于黑臭水体治理的负载微生物的壳聚糖改性蒙脱石，所制备组合物可以有效抑制底泥污染物上泛，提升水体透明度，削减底泥污染物，净化水体，改善水体水质，组合水生植物群落构建及水生生物群落构建，通过生物操纵技术重构水生态系统，完善水环境功能并且实现长久稳定保持。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于黑臭水体治理的负载微生物的壳聚糖改性蒙脱石的制备方法，包括以下步骤：

(S1)钠基蒙脱石的制备：钙基蒙脱石分散在水中形成悬浮液，加入磷酸酯阳离子表面活性剂和钠化剂，升温搅拌反应20-30h，过滤，水洗，烘干，活化，粉碎，得到钠基蒙脱石；

本发明对钙基蒙脱石进行钠化得到钠基蒙脱石，钠基蒙脱石在水中更加容易分散，水化速度快，投入到水体中可以迅速溶胀分散，提高污水的处理速度。但是钠基蒙脱石水化后在水中的凝胶状态不稳定，本发明还进行了蒙脱石进行磷酸酯季铵盐阳离子表面活性剂的修饰，是长链烷基季铵盐阳离子插层到蒙脱石层间，使蒙脱石层间距扩大，并且具有一定的疏水性，使蒙脱石投入水体中溶胀速度放缓，达到一定的缓释效果，并且使得蒙脱石水化后更加稳定，更适合作为复合菌剂的载体。

进一步地，步骤(S1)中，钙基蒙脱石CEC为60-80cmoL/kg，比表面积300-400㎡/g。

进一步地，步骤(S1)中，钙蒙脱石分散在水中形成悬浮液中钙蒙脱石的质量浓度为5-10wt％；所述表面修饰剂为磷酸酯季铵盐表面活性剂，所述钠化剂为碳酸钠、氯化钠、硅酸钠、焦磷酸钠、硫酸钠、草酸钠、醋酸钠中的至少一种；钙蒙脱石，磷酸酯阳离子表面活性剂和钠化剂的质量比为100：5-8：20-30。优选地，所述钠化剂为焦磷酸钠和醋酸铵按照质量比2-4:1的复配。升温搅拌反应是升温至50-70℃。发明人发现，上述复配的钠化剂，钠化效果最佳，所得钙蒙脱石水化速度，膨胀率，和稳定性的综合表现最佳。可能的原因是无机钠和有机钠配合作用，无机和有机的阴离子电荷和体积不同，能够互相弥补彼此的缺陷，使得钠化进行平稳充分。