CN107252680A - 一种生物膜载体的制备方法 - Google Patents

一种生物膜载体的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107252680A
CN107252680A CN201710424414.0A CN201710424414A CN107252680A CN 107252680 A CN107252680 A CN 107252680A CN 201710424414 A CN201710424414 A CN 201710424414A CN 107252680 A CN107252680 A CN 107252680A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mass ratio
carrier
mixed
preparation
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710424414.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107252680B (zh
Inventor
李小兰
林晨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenmei Technology Co Ltd
Original Assignee
Changzhou Xiang Xiang Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou Xiang Xiang Technology Co Ltd filed Critical Changzhou Xiang Xiang Technology Co Ltd
Priority to CN201710424414.0A priority Critical patent/CN107252680B/zh
Publication of CN107252680A publication Critical patent/CN107252680A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107252680B publication Critical patent/CN107252680B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/14—Diatomaceous earth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/262—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds, e.g. obtained by polycondensation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
    • C02F3/105—Characterized by the chemical composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/46—Materials comprising a mixture of inorganic and organic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4806—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of inorganic character
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4812—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of organic character
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4812—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of organic character
    • B01J2220/4825—Polysaccharides or cellulose materials, e.g. starch, chitin, sawdust, wood, straw, cotton
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4812—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of organic character
    • B01J2220/4868—Cells, spores, bacteria
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F2003/001—Biological treatment of water, waste water, or sewage using granular carriers or supports for the microorganisms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/06—Nutrients for stimulating the growth of microorganisms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明涉及一种生物膜载体的制备方法，属于水处理技术领域。本发明以硅藻土为模板，通过多巴胺在模板表面形成一层螯合性膜层吸附钙离子，接着通过白磷燃烧产生五氧化二磷和醇反应生成磷脂，在氨水作用下，磷脂水解，水解产物上的羟基和钙离子缓慢结合，产生晶核，并逐渐长大，最终得到表面带有羟基磷酸钙的载体粗品，而羟基磷酸钙的生物相容性好，解决了传统生物膜载体与微生物相容性差的问题，而生物发酵液中的皂苷以及有机羧酸，在微生物的作用下增加载体表面亲水基团数量，并提高载体表面润湿性，增加污水和载体的接触机率，营养物质提供营养源的同时提供更多附着位点，降低了微生物的附着难度，缩短挂膜时间，具有广阔的应用前景。

Description

一种生物膜载体的制备方法
技术领域
本发明涉及一种生物膜载体的制备方法，属于水处理技术领域。
背景技术
生物膜法是利用附着生长于某些固体表面的微生物即微生物膜，通过固、液相的物质转化，将废水中有机物氧化降解的一种废水治理方法。近年来，生物膜法以其处理效率高，耐冲击负荷能力强，运行稳定，污泥产量小及经济节能等优点在污/废水处理中得到了广泛应用。常用的生物膜反应器主要有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池和生物流化床等。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。载体是生物膜法的核心部分，在好氧、兼氧及厌氧过程中均发挥着重要的作用，而载体的材质、比表面积大小、布水布气性能、表面粗糙度、强度及密度等因素直接影响了该工艺的处理效果。目前常用的生物膜载体按材质分主要有无机类、有机合成高分子类、天然可降解高分子类。但是目前常见的生物膜载体与微生物的相容性差，导致微生物附着难度高、挂膜时间长，且载体亲水性差，表面难以润湿，影响了生物膜的使用效果的缺陷。
因此发明一种与微生物相容性强，且表面润湿性好的新型生物膜载体，对水处理技术领域具有积极的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，针对目前常见的生物膜载体与微生物的相容性差，导致微生物附着难度高、挂膜时间长，且载体亲水性差，表面难以润湿，影响了生物膜的使用效果的缺陷，提供了一种生物膜载体的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）将硅藻土用液氮喷淋冷冻2～3min，将冷冻后的硅藻土捣碎，烘干，再粉碎，筛选出粒径为1～3mm的硅藻土颗粒，将硅藻土颗粒和多巴胺溶液混合制得混合液，并用氢氧化钠溶液调节混合液pH至8.0～8.2，再将调节pH后的混合液超声振荡处理并静置陈化，过滤分离得到滤渣，备用；
（2）将白磷点燃使其燃烧，收集燃烧后的产物，按质量比为1:10将燃烧后的产物和无水乙醇混合搅拌2～3h，得到反应液，备用；
（3）按质量比为1:10将硝酸钙溶于去离子水中，得到硝酸钙溶液，将步骤（1）备用的滤渣按质量比为1:5倒入硝酸钙溶液中，放入高剪切乳化分散仪中分散15～20min，得到分散液；
（4）将上述分散液装入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入水浴锅，并向三口烧瓶中滴加质量分数为25%氨水，调节分散液pH至9.5～10.0；
（5）待上述pH调节完成后，用搅拌机进行搅拌，在搅拌的过程中，将步骤（2）备用的反应液滴入三口烧瓶中，控制滴加速度为10～15mL/min，待反应液滴加完毕后，继续搅拌反应20～30min；
（6）待上述搅拌反应结束后，将三口烧瓶移入沙浴锅中，静置陈化10～12h后过滤，分离得到滤饼，依次用无水乙醇和去离子水洗涤10～15min后干燥，得到载体粗品；
（7）称取3～5kg皂荚果和1～2kg葡萄混合粉碎得到混合浆料，再将混合浆料和水按等质量比混合后装入发酵罐中，保温发酵，发酵结束后过滤分离得到发酵液，将上述载体粗品和发酵液混合，放置在温室中，自然静置反应，待反应结束后，过滤分离得到滤饼，再将滤饼烘干，得到改性载体粗品，备用；
（8）将桃胶、蜂蜜、琼脂和水混合后装入烧杯中，再将烧杯移入油浴锅中，搅拌混合得到混合液，再将混合液浓缩至混合液体积的1/3，得到浓缩液；
（9）将步骤（7）备用的改性载体粗品浸入上述浓缩液中，超声振荡处理后过滤，分离得到浸渍滤渣，将所得浸渍滤渣进行冷冻干燥，出料后即得生物膜载体。
步骤（1）中所述的硅藻土颗粒和多巴胺溶液的质量比为1:5，多巴胺溶液的质量浓度为4g/L，氢氧化钠溶液的浓度为0.5mol/L，超声振荡的频率为40～50kHz，超声振荡时间为20～30min，静置陈化时间为1～2h。
所述的水浴锅温度为60～70℃。
所述的沙浴锅温度为170～180℃。
步骤（7）中所述的保温发酵温度为22～25℃，保温发酵时间为15～20天，载体粗品和发酵液的质量比为1:3，温室的温度为30～40℃，空气相对湿度为60～70%，静置反应时间为20～24h。
步骤（8）中所述的桃胶、蜂蜜、琼脂和水的质量比为20:5:2:40，油浴锅的温度为80～90℃。
步骤（9）中所述的超声振荡频率为40～50kHz，超声振荡时间为20～30min，冷冻干燥温度为-30～-20℃，冷冻干燥时间为1～2h。
本发明的有益效果是：
（1）本发明首先以具有巨大孔隙率和比表面积的硅藻土为模板，通过多巴胺在模板表面发生自聚交联反应，形成一层具有初期螯合性的膜层，膜层螯合吸附硝酸钙中的钙离子，均匀的排布在模板表面，接着通过白磷燃烧产生五氧化二磷，五氧化二磷和醇反应生成磷脂，在氨水作用下，磷脂逐渐水解，磷脂水解产物上的羟基和模板表面的钙离子缓慢结合，产生晶核，随着时间增长逐渐长大，最终得到表面带有羟基磷酸钙的载体粗品，而羟基磷酸钙的生物相容性好，解决了传统生物膜载体与微生物的相容性差的问题；
（2）本发明所用生物发酵液中含有丰富的皂苷以及有机羧酸，在微生物的作用下可对载体表面进行改性，增加载体表面亲水基团数量，而皂苷可以提高载体表面润湿性，增加污水和载体的接触机率，营养物质的负载不仅可以提供营养源，还可为微生物提供更多附着位点，大大降低了微生物的附着难度，缩短微生物的挂膜时间，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
称取4～5kg硅藻土用液氮喷淋冷冻2～3min，将冷冻后的硅藻土移入石臼中，用石杵捣碎处理1～2h，再将捣碎后的硅藻土放入烘箱，在105～110℃下干燥30～40min，干燥结束后移入粉碎机中继续粉碎20～30min，并筛选出粒径为1～3mm的硅藻土颗粒；按质量比为1:5将硅藻土颗粒和质量浓度为4g/L多巴胺溶液混合制得混合液，并用浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液调节混合液pH至8.0～8.2，再将混合液移入超声振荡仪，以40～50kHz的频率超声振荡处理20～30min后静置陈化1～2h，过滤分离得到滤渣；称取10～20g白磷点火使其燃烧，收集燃烧后的产物，按质量比为1:10将燃烧后的产物和无水乙醇混合，用磁力搅拌机以200～300r/min转速搅拌混合2～3h，得到反应液；称取15～30g硝酸钙溶于150～300mL去离子水中，得到硝酸钙溶液，按质量比为1:5将滤渣倒入硝酸钙溶液中，放入高剪切乳化分散仪中分散15～20min，得到分散液；将分散液转入带有滴液漏斗和搅拌装置的三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入水浴锅，升高水浴锅温度至60～70℃，先通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加质量分数为25%氨水，调节分散液pH至9.5～10.0；待pH调节完成后，启动搅拌器以200～300r/min转速进行搅拌，在搅拌的过程中，将反应液通过滴液漏斗滴入三口烧瓶中，控制滴加速度为10～15mL/min，待反应液滴加完毕后，继续搅拌反应20～30min；待搅拌反应结束后，将三口烧瓶移入沙浴锅中，提高沙浴温度至170～180℃，静置陈化10～12h后过滤，分离得到滤饼，依次用无水乙醇和去离子水洗涤10～15min后放入烘箱，在105～110℃下干燥1～2h，得到载体粗品；称取3～5kg皂荚果和1～2kg葡萄放入粉碎机中粉碎20～30min得到混合浆料，再将混合浆料和水按等质量比混合后装入发酵罐中，密封罐口在22～25℃下保温发酵15～20天，发酵结束后过滤分离得到发酵液；将载体粗品按质量比为1:3和发酵液混合，放置在温度为30～40℃，空气相对湿度为60～70%的温室中，自然静置反应20～24h，待反应结束后，过滤分离得到滤饼，再将滤饼烘干，得到改性载体粗品；按质量比为20:5:2:40将桃胶、蜂蜜、琼脂和水混合后装入烧杯中，再将烧杯移入油浴锅中，加热升温至80～90℃，搅拌混合10～15min得到混合液，再将混合液移入旋转蒸发仪，旋蒸浓缩至混合液原体积的1/3，得到浓缩液；将改性载体粗品按质量比为1:10浸入浓缩液中，放入超声振荡仪，以40～50kHz的频率超声振荡处理20～30min后过滤，分离得到浸渍滤渣，将所得浸渍滤渣放入冷冻干燥机中，在-30～-20℃下干燥1～2h，出料后即得生物膜载体。
实例1
称取5kg硅藻土用液氮喷淋冷冻3min，将冷冻后的硅藻土移入石臼中，用石杵捣碎处理2h，再将捣碎后的硅藻土放入烘箱，在110℃下干燥40min，干燥结束后移入粉碎机中继续粉碎30min，并筛选出粒径为3mm的硅藻土颗粒；按质量比为1:5将硅藻土颗粒和质量浓度为4g/L多巴胺溶液混合制得混合液，并用浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液调节混合液pH至8.2，再将混合液移入超声振荡仪，以50kHz的频率超声振荡处理30min后静置陈化2h，过滤分离得到滤渣；称取20g白磷点火使其燃烧，收集燃烧后的产物，按质量比为1:10将燃烧后的产物和无水乙醇混合，用磁力搅拌机以300r/min转速搅拌混合3h，得到反应液；称取30g硝酸钙溶于300mL去离子水中，得到硝酸钙溶液，按质量比为1:5将滤渣倒入硝酸钙溶液中，放入高剪切乳化分散仪中分散20min，得到分散液；将分散液转入带有滴液漏斗和搅拌装置的三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入水浴锅，升高水浴锅温度至70℃，先通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加质量分数为25%氨水，调节分散液pH至9.7；待pH调节完成后，启动搅拌器以250r/min转速进行搅拌，在搅拌的过程中，将反应液通过滴液漏斗滴入三口烧瓶中，控制滴加速度为15mL/min，待反应液滴加完毕后，继续搅拌反应30min；待搅拌反应结束后，将三口烧瓶移入沙浴锅中，提高沙浴温度至180℃，静置陈化12h后过滤，分离得到滤饼，依次用无水乙醇和去离子水洗涤15min后放入烘箱，在110℃下干燥2h，得到载体粗品；称取5kg皂荚果和2kg葡萄放入粉碎机中粉碎30min得到混合浆料，再将混合浆料和水按等质量比混合后装入发酵罐中，密封罐口在25℃下保温发酵20天，发酵结束后过滤分离得到发酵液；将载体粗品按质量比为1:3和发酵液混合，放置在温度为40℃，空气相对湿度为70%的温室中，自然静置反应24h，待反应结束后，过滤分离得到滤饼，再将滤饼烘干，得到改性载体粗品；按质量比为20:5:2:40将桃胶、蜂蜜、琼脂和水混合后装入烧杯中，再将烧杯移入油浴锅中，加热升温至90℃，搅拌混合15min得到混合液，再将混合液移入旋转蒸发仪，旋蒸浓缩至混合液原体积的1/3，得到浓缩液；将改性载体粗品按质量比为1:10浸入浓缩液中，放入超声振荡仪，以50kHz的频率超声振荡处理30min后过滤，分离得到浸渍滤渣，将所得浸渍滤渣放入冷冻干燥机中，在-20℃下干燥2h，出料后即得生物膜载体。
实例2
称取4kg硅藻土用液氮喷淋冷冻2min，将冷冻后的硅藻土移入石臼中，用石杵捣碎处理1h，再将捣碎后的硅藻土放入烘箱，在105℃下干燥30min，干燥结束后移入粉碎机中继续粉碎20min，并筛选出粒径为1mm的硅藻土颗粒；按质量比为1:5将硅藻土颗粒和质量浓度为4g/L多巴胺溶液混合制得混合液，并用浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液调节混合液pH至8.0，再将混合液移入超声振荡仪，以40kHz的频率超声振荡处理20min后静置陈化1h，过滤分离得到滤渣；称取10g白磷点火使其燃烧，收集燃烧后的产物，按质量比为1:10将燃烧后的产物和无水乙醇混合，用磁力搅拌机以200r/min转速搅拌混合2h，得到反应液；称取15g硝酸钙溶于150mL去离子水中，得到硝酸钙溶液，按质量比为1:5将滤渣倒入硝酸钙溶液中，放入高剪切乳化分散仪中分散15min，得到分散液；将分散液转入带有滴液漏斗和搅拌装置的三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入水浴锅，升高水浴锅温度至60℃，先通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加质量分数为25%氨水，调节分散液pH至9.5；待pH调节完成后，启动搅拌器以200r/min转速进行搅拌，在搅拌的过程中，将反应液通过滴液漏斗滴入三口烧瓶中，控制滴加速度为10mL/min，待反应液滴加完毕后，继续搅拌反应20min；待搅拌反应结束后，将三口烧瓶移入沙浴锅中，提高沙浴温度至170℃，静置陈化10h后过滤，分离得到滤饼，依次用无水乙醇和去离子水洗涤10min后放入烘箱，在105℃下干燥1h，得到载体粗品；称取3kg皂荚果和1kg葡萄放入粉碎机中粉碎20min得到混合浆料，再将混合浆料和水按等质量比混合后装入发酵罐中，密封罐口在22℃下保温发酵15天，发酵结束后过滤分离得到发酵液；将载体粗品按质量比为1:3和发酵液混合，放置在温度为30℃，空气相对湿度为60%的温室中，自然静置反应20h，待反应结束后，过滤分离得到滤饼，再将滤饼烘干，得到改性载体粗品；按质量比为20:5:2:40将桃胶、蜂蜜、琼脂和水混合后装入烧杯中，再将烧杯移入油浴锅中，加热升温至80℃，搅拌混合10min得到混合液，再将混合液移入旋转蒸发仪，旋蒸浓缩至混合液原体积的1/3，得到浓缩液；将改性载体粗品按质量比为1:10浸入浓缩液中，放入超声振荡仪，以40kHz的频率超声振荡处理20min后过滤，分离得到浸渍滤渣，将所得浸渍滤渣放入冷冻干燥机中，在-30℃下干燥1h，出料后即得生物膜载体。
实例3
称取4kg硅藻土用液氮喷淋冷冻2min，将冷冻后的硅藻土移入石臼中，用石杵捣碎处理1h，再将捣碎后的硅藻土放入烘箱，在107℃下干燥35min，干燥结束后移入粉碎机中继续粉碎25min，并筛选出粒径为2mm的硅藻土颗粒；按质量比为1:5将硅藻土颗粒和质量浓度为4g/L多巴胺溶液混合制得混合液，并用浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液调节混合液pH至8.1，再将混合液移入超声振荡仪，以45kHz的频率超声振荡处理25min后静置陈化2h，过滤分离得到滤渣；称取15g白磷点火使其燃烧，收集燃烧后的产物，按质量比为1:10将燃烧后的产物和无水乙醇混合，用磁力搅拌机以250r/min转速搅拌混合3h，得到反应液；称取17g硝酸钙溶于170mL去离子水中，得到硝酸钙溶液，按质量比为1:5将滤渣倒入硝酸钙溶液中，放入高剪切乳化分散仪中分散17min，得到分散液；将分散液转入带有滴液漏斗和搅拌装置的三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入水浴锅，升高水浴锅温度至65℃，先通过滴液漏斗向三口烧瓶中滴加质量分数为25%氨水，调节分散液pH至9.7；待pH调节完成后，启动搅拌器以250r/min转速进行搅拌，在搅拌的过程中，将反应液通过滴液漏斗滴入三口烧瓶中，控制滴加速度为12mL/min，待反应液滴加完毕后，继续搅拌反应25min；待搅拌反应结束后，将三口烧瓶移入沙浴锅中，提高沙浴温度至175℃，静置陈化11h后过滤，分离得到滤饼，依次用无水乙醇和去离子水洗涤12min后放入烘箱，在107℃下干燥2h，得到载体粗品；称取4kg皂荚果和1kg葡萄放入粉碎机中粉碎25min得到混合浆料，再将混合浆料和水按等质量比混合后装入发酵罐中，密封罐口在23℃下保温发酵17天，发酵结束后过滤分离得到发酵液；将载体粗品按质量比为1:3和发酵液混合，放置在温度为35℃，空气相对湿度为65%的温室中，自然静置反应23h，待反应结束后，过滤分离得到滤饼，再将滤饼烘干，得到改性载体粗品；按质量比为20:5:2:40将桃胶、蜂蜜、琼脂和水混合后装入烧杯中，再将烧杯移入油浴锅中，加热升温至85℃，搅拌混合15min得到混合液，再将混合液移入旋转蒸发仪，旋蒸浓缩至混合液原体积的1/3，得到浓缩液；将改性载体粗品按质量比为1:10浸入浓缩液中，放入超声振荡仪，以45kHz的频率超声振荡处理25min后过滤，分离得到浸渍滤渣，将所得浸渍滤渣放入冷冻干燥机中，在-25℃下干燥2h，出料后即得生物膜载体。
对照例：以活性炭作为生物膜载体。
将实例1至实例3及对照例的生物膜载体进行检测，检测数据如表1。
表1
检测项目 实例1 实例2 实例3 对照例
比表面积（m2/m3） 5300 5380 5400 780
饱和吸水量（1h，g/g） 8.1 6.9 7.5 不吸水
生物膜量（g/g） 0.89 0.95 0.90 0.41
生物相容性 好 好 好 差
由表1可知，本发明制备的生物膜载体湿润性能好，且与微生物的相容性能好，吸附能力高。

Claims (7)

1.一种生物膜载体的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将硅藻土用液氮喷淋冷冻2～3min，将冷冻后的硅藻土捣碎，烘干，再粉碎，筛选出粒径为1～3mm的硅藻土颗粒，将硅藻土颗粒和多巴胺溶液混合制得混合液，并用氢氧化钠溶液调节混合液pH至8.0～8.2，再将调节pH后的混合液超声振荡处理并静置陈化，过滤分离得到滤渣，备用；
（2）将白磷点燃使其燃烧，收集燃烧后的产物，按质量比为1:10将燃烧后的产物和无水乙醇混合搅拌2～3h，得到反应液，备用；
（3）按质量比为1:10将硝酸钙溶于去离子水中，得到硝酸钙溶液，将步骤（1）备用的滤渣按质量比为1:5倒入硝酸钙溶液中，放入高剪切乳化分散仪中分散15～20min，得到分散液；
（4）将上述分散液装入三口烧瓶中，再将三口烧瓶移入水浴锅，并向三口烧瓶中滴加质量分数为25%氨水，调节分散液pH至9.5～10.0；
（5）待上述pH调节完成后，用搅拌机进行搅拌，在搅拌的过程中，将步骤（2）备用的反应液滴入三口烧瓶中，控制滴加速度为10～15mL/min，待反应液滴加完毕后，继续搅拌反应20～30min；
（6）待上述搅拌反应结束后，将三口烧瓶移入沙浴锅中，静置陈化10～12h后过滤，分离得到滤饼，依次用无水乙醇和去离子水洗涤10～15min后干燥，得到载体粗品；
（7）称取3～5kg皂荚果和1～2kg葡萄混合粉碎得到混合浆料，再将混合浆料和水按等质量比混合后装入发酵罐中，保温发酵，发酵结束后过滤分离得到发酵液，将上述载体粗品和发酵液混合，放置在温室中，自然静置反应，待反应结束后，过滤分离得到滤饼，再将滤饼烘干，得到改性载体粗品，备用；
（8）将桃胶、蜂蜜、琼脂和水混合后装入烧杯中，再将烧杯移入油浴锅中，搅拌混合得到混合液，再将混合液浓缩至混合液体积的1/3，得到浓缩液；
（9）将步骤（7）备用的改性载体粗品浸入上述浓缩液中，超声振荡处理后过滤，分离得到浸渍滤渣，将所得浸渍滤渣进行冷冻干燥，出料后即得生物膜载体。
2.根据权利要求1所述的一种生物膜载体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的硅藻土颗粒和多巴胺溶液的质量比为1:5，多巴胺溶液的质量浓度为4g/L，氢氧化钠溶液的浓度为0.5mol/L，超声振荡的频率为40～50kHz，超声振荡时间为20～30min，静置陈化时间为1～2h。
3.根据权利要求1所述的一种生物膜载体的制备方法，其特征在于：所述的水浴锅温度为60～70℃。
4.根据权利要求1所述的一种生物膜载体的制备方法，其特征在于：所述的沙浴锅温度为170～180℃。
5.根据权利要求1所述的一种生物膜载体的制备方法，其特征在于：步骤（7）中所述的保温发酵温度为22～25℃，保温发酵时间为15～20天，载体粗品和发酵液的质量比为1:3，温室的温度为30～40℃，空气相对湿度为60～70%，静置反应时间为20～24h。
6.根据权利要求1所述的一种生物膜载体的制备方法，其特征在于：步骤（8）中所述的桃胶、蜂蜜、琼脂和水的质量比为20:5:2:40，油浴锅的温度为80～90℃。
7.根据权利要求1所述的一种生物膜载体的制备方法，其特征在于：步骤（9）中所述的超声振荡频率为40～50kHz，超声振荡时间为20～30min，冷冻干燥温度为-30～-20℃，冷冻干燥时间为1～2h。
CN201710424414.0A 2017-06-07 2017-06-07 一种生物膜载体的制备方法 Active CN107252680B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710424414.0A CN107252680B (zh) 2017-06-07 2017-06-07 一种生物膜载体的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710424414.0A CN107252680B (zh) 2017-06-07 2017-06-07 一种生物膜载体的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107252680A true CN107252680A (zh) 2017-10-17
CN107252680B CN107252680B (zh) 2020-05-12

Family

ID=60023676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710424414.0A Active CN107252680B (zh) 2017-06-07 2017-06-07 一种生物膜载体的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107252680B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109280534A (zh) * 2018-09-28 2019-01-29 佛山齐安建筑科技有限公司 一种硅藻土增强建筑材料密封胶的制备方法
CN109851425A (zh) * 2019-01-29 2019-06-07 西南科技大学 含有碱性电解水的液态肥料及其制备方法
CN109896620A (zh) * 2018-04-04 2019-06-18 徐雄剑 用于流动床生物膜法的填料
CN111087472A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 中国海洋大学 一种生物活性硅藻生物矿化硅的制备方法
CN112723535A (zh) * 2020-12-11 2021-04-30 浙江海洋大学 一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法
CN113200602A (zh) * 2021-05-12 2021-08-03 铁汉山艺环境建设有限公司 一种用于处理城市黑臭水体的微生物强化固载填料的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1522972A (zh) * 2003-09-03 2004-08-25 华南理工大学 水处理用生物亲和亲水活性磁种填料的制备方法
CN100999361A (zh) * 2007-01-05 2007-07-18 华南理工大学 一种水处理用营养缓释型生物填料及其制备方法
CN103695412A (zh) * 2013-12-28 2014-04-02 天津北洋百川生物技术有限公司 一种用于水体原位净化的包埋微生物菌剂及其制备方法
CN103693757A (zh) * 2013-12-25 2014-04-02 浙江浙大海元环境科技有限公司 一种用于废水处理的营养基载体及其制备方法
CN104803471A (zh) * 2015-04-14 2015-07-29 北京化工大学常州先进材料研究院 一种优良高效碳纤维生物膜载体改性方法
CN105271529A (zh) * 2014-07-03 2016-01-27 严兴扬 污水生物净化剂

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1522972A (zh) * 2003-09-03 2004-08-25 华南理工大学 水处理用生物亲和亲水活性磁种填料的制备方法
CN100999361A (zh) * 2007-01-05 2007-07-18 华南理工大学 一种水处理用营养缓释型生物填料及其制备方法
CN103693757A (zh) * 2013-12-25 2014-04-02 浙江浙大海元环境科技有限公司 一种用于废水处理的营养基载体及其制备方法
CN103695412A (zh) * 2013-12-28 2014-04-02 天津北洋百川生物技术有限公司 一种用于水体原位净化的包埋微生物菌剂及其制备方法
CN105271529A (zh) * 2014-07-03 2016-01-27 严兴扬 污水生物净化剂
CN104803471A (zh) * 2015-04-14 2015-07-29 北京化工大学常州先进材料研究院 一种优良高效碳纤维生物膜载体改性方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAI JING等: "BIOMASS CARRIER WITH SLOW RELEASE OF NUTRIENTS FO", 《JOURNAL OF SHAANXI UNIVERSITY OF SCIENCE&TECHNOLOGY》 *
蒋凯凤等: "水处理生物膜载体研究进展", 《浙江林学院学报》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109896620A (zh) * 2018-04-04 2019-06-18 徐雄剑 用于流动床生物膜法的填料
CN109896619A (zh) * 2018-04-04 2019-06-18 徐雄剑 一种用于流动床生物膜法的填料的制备方法
CN109280534A (zh) * 2018-09-28 2019-01-29 佛山齐安建筑科技有限公司 一种硅藻土增强建筑材料密封胶的制备方法
CN111087472A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 中国海洋大学 一种生物活性硅藻生物矿化硅的制备方法
CN109851425A (zh) * 2019-01-29 2019-06-07 西南科技大学 含有碱性电解水的液态肥料及其制备方法
CN112723535A (zh) * 2020-12-11 2021-04-30 浙江海洋大学 一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法
CN112723535B (zh) * 2020-12-11 2023-05-26 浙江海洋大学 一种全程自养脱氮工艺的性能强化方法
CN113200602A (zh) * 2021-05-12 2021-08-03 铁汉山艺环境建设有限公司 一种用于处理城市黑臭水体的微生物强化固载填料的制备方法
CN113200602B (zh) * 2021-05-12 2021-11-23 铁汉山艺环境建设有限公司 一种用于处理城市黑臭水体的微生物强化固载填料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107252680B (zh) 2020-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107252680A (zh) 一种生物膜载体的制备方法
CN202080994U (zh) 污水污泥无害化减量化实时处理系统
CN101591130B (zh) 活性污泥全部资源化零排放的处理方法
CN109912155A (zh) 一种畜禽粪水无害化处理的集成技术与应用方法
CN102584357B (zh) 一种蔬菜废弃物快速资源化零排放的处理方法
CN103525870A (zh) 一种微生物絮凝剂及其制备方法和应用
CN101759316A (zh) 一种糖蜜酒精废水处理方法
CN116854327A (zh) 一种有机污泥干化稳定化的处理方法
CN104016759A (zh) 一种甘蔗糖蜜发酵废液回收利用方法
CN102260163B (zh) 一种从万寿菊花发酵废水中回收乳酸的方法
CN108480380B (zh) 一种超声深度淋洗耦合纳米岩复合改良剂的原位与异位盐土修复方法
CN114988926A (zh) 一种用含水率百分之八十污泥生产有机复合肥及制造方法
CN107032481A (zh) 一种生物膜填料及其制备方法和生物膜反应器
Cheng et al. Volatile organic acid adsorption and cation dissociation by porphyritic andesite for enhancing hydrolysis and acidogenesis of solid food wastes
CN110951598A (zh) 一种适合高浓度物料的双室厌氧发酵装置及方法
CN109912150A (zh) 一种厌氧干化处理剩余活性污泥的工艺方法
CN107487859A (zh) 一种污水养殖微藻生产家禽饲料添加剂的方法
CN107585870B (zh) 一种微藻处理污水的方法
CN211057101U (zh) 一种适合高浓度物料的双室厌氧发酵装置
CN107324506A (zh) 一种处理养殖废水生物制剂的制备方法
CN108658247B (zh) 污水处理系统
CN106582557A (zh) 一种柚子皮基低浓度含铬废水吸附剂的制备方法
CN113087363A (zh) 一种沼渣深度脱水方法
CN107935332B (zh) 一种赤泥的连续生物脱碱工艺
CN216663106U (zh) 一种带除臭功能的聚谷氨酸固体发酵装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180423

Address after: 213000, Jiangsu, Changzhou City Bell Tower District Five Star Street soup home village village 75

Applicant after: Fang Jianbo

Address before: 213102 Room 401, unit 3, Pu Nan Guang Jing Yuan, Tianning District, Changzhou, Jiangsu

Applicant before: Changzhou Xiang Xiang Technology Co., Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20191119

Address after: 062450 Hejian Industrial Park, Cangzhou City, Hebei Province

Applicant after: Shenmei Technology Co., Ltd.

Address before: 213000, Jiangsu, Changzhou City Bell Tower District Five Star Street soup home village village 75

Applicant before: Fang Jianbo

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Li Xiaolan

Inventor after: Shi Weijie

Inventor after: Lin Chen

Inventor before: Li Xiaolan

Inventor before: Lin Chen

CB03 Change of inventor or designer information