[发明专利]一种生物膜的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种生物膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制备纤维素载体；用纤维素载体对微生物进行负载；制备包覆剂；用包覆剂对负载菌种的载体进行包覆。

2.如权利要求1所述的生物膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1将纤维素分散于氢氧化钠、尿素、水组成的混合液中搅拌得到悬浮液，冷冻后升华得到纤维素气凝胶；

S2将沸石粉酸化处理后与纤维素气凝胶、乙醇溶液混合，经超声反应后过滤、干燥得到纤维素载体；

S3将COD降解菌培养并制成菌悬液后与纤维素载体混合，经浓缩、自然风干后得到负载菌种的载体物；

S4用聚乙二醇、普鲁兰多糖反应制得包覆剂；

S5将包覆剂、负载菌种的载体混合后加至氯化钙水溶液中反应过滤，洗涤，得到生物膜。

3.如权利要求2所述的生物膜的制备方法，其特征在于，所述纤维素气凝胶为改性纤维素气凝胶，其制备方法如下：

M1将纤维素分散于氢氧化钠、尿素、水组成的混合液中搅拌得到悬浮液，冷冻后升华得到纤维素气凝胶；

M2向悬浮液中加入双(3-三甲氧基硅基丙基)胺搅拌，冷冻后升华得到改性纤维素气凝胶。

4.如权利要求1或2所述的生物膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1将微晶纤维素分散于由氢氧化钠、尿素、水组成的混合液中，在室温下搅拌2-3h得到悬浮液；

S2向S1步骤得到的悬浮液中以1-2滴/秒的速度滴加双(3-三甲氧基硅基丙基)胺，滴加完成后，室温下搅拌10-20min，静置2-3h后转移至模具中，并在液氮浴中冷冻，然后在10-40℃下进行真空升华，得到改性纤维素气凝胶；

S3将沸石粉加入到30-36wt％盐酸中搅拌2-3h，过滤、滤饼用水洗涤至滤液pH为中性后在60-80℃干燥8-10h得到酸化沸石，将酸化沸石、S2步骤得到的改性纤维素气凝胶、75-95wt％乙醇水溶液混合，在60-100Hz、120-150W条件下超声处理1-2h后过滤，将滤饼置于60-80℃下干燥6-8h得到改性纤维素载体；

S4将COD降解菌分别进行培养后，离心收集菌体，混合得到菌悬液，然后将改性纤维素载体与菌悬液混合均匀，在20-40℃下浓缩至固含量≥80％，室温下自然风干，得到负载菌种的载体物；

S5将聚乙二醇、普鲁兰多糖、水混合，加热至50-70℃，搅拌20-30min后，冷却至40-50℃，得到包覆剂；

S6将包覆剂、负载菌种的载体物混合均匀后，加至1-2mol/L氯化钙水溶液中，反应20-24h后，过滤，滤饼用水洗涤2-3次，得到生物膜。

5.如权利要求4所述的生物膜的制备方法，其特征在于：所述S1步骤中氢氧化钠、尿素、水的质量比为5-8:10-15:50-100。

6.如权利要求4所述的生物膜的制备方法，其特征在于：所述S2步骤中悬浮液与双(3-三甲氧基硅基丙基)胺的质量比为5-10:1。

7.如权利要求4所述的生物膜的制备方法，其特征在于：所述S3步骤中沸石粉与盐酸的质量比为1:10-15；酸化沸石、改性纤维素气凝胶、乙醇水溶液的用量比为5-10g:1g:100-200mL。

8.如权利要求4所述的生物膜的制备方法，其特征在于：所述S3步骤中的COD降解菌的培养步骤如下：将枯菌草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、植物乳杆菌、粪肠球菌、疏水戈登氏菌按2-5wt％的接种量分别接种于LB液体培养基中与于25-30℃进行震荡培养15-20h，通过发酵罐于25-30℃下无氧发酵25-30h，培养后的活菌数均不少于10⁸CFU/g，然后收集各个菌种的菌液；然后按照质量比为1-2:1-2:1:1:1-2将枯草芽孢杆菌液、解淀粉芽孢杆菌液、植物乳杆菌液、粪肠球菌液、疏水戈登氏菌菌液混合。

9.一种生物膜，其特征在于：由权利要求1-8任一项所述的生物膜制备方法制备而成。

10.如权利要求9所述的生物膜的应用，其特征在于：将其应用于生物膜反应器用于污水处理。