CN110484528A - 利用固定化菌藻组合处理含油污水的方法 - Google Patents

利用固定化菌藻组合处理含油污水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种改性贻贝壳‑固定化菌藻复合物的制备方法，包括以下步骤：S1.贻贝壳的前处理：将贻贝壳烘干，高温碳化，研细；S2.菌藻的包埋固定化：将培养的菌种和微藻各自离心浓缩，等体积混合后，定量加入海藻酸钠，用注射器吸取混合液，逐滴滴入CaCl2溶液，制备固定化微球，交联，洗净，研细；S3.改性贻贝壳‑固定化菌藻复合物的制备：将硅烷偶联剂、前处理后的贻贝壳和固定化微球纳米粉加入去离子水中，室温反应，洗涤，过滤，干燥，研细，制得。本发明将碳化后的贻贝壳粉与固定化微球纳米粉偶联，其菌藻组成、有机物降解和脱氮除磷功能将形成平衡稳定的复合生态系统，高效进行原油污水的降解。

Description

利用固定化菌藻组合处理含油污水的方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种利用固定化菌藻组合处理含油污水的方法。
背景技术
随着石油工业的发展及含油污水的大量产生，现有的含油污水处理技术难以满足人们对于环境保护的需求。采新型、高效、生态环保的含油污水处理技术已势在必行。微生物固定化技术由于可以维持高生物量、处理效率高、对环境的耐受性强，已成为生化法处理含油污水中的重要发展方向。
由于异养细菌对于含油污水具有较高的处理效率，微生物固定化技术的研究目前主要集中在固定化细菌对于含油污水的处理。但由于固定化材料的限制，固定化微生物不可避免出现因传质性差导致固定化载体内部供氧不足，导致异养细菌降解效率的下降，而固定化菌藻技术可以解决此问题，由于包埋载体中自养微藻的供氧使细菌的活性增强，另外，细菌的代谢产物也可被微藻利用促进微藻的生长。由于固定化菌藻组合表现出协同作用，已被应用于养殖废水的处理。目前，对于固定化菌藻处理含油污水的研究较少。
发明内容
本发明提供一种利用固定化菌藻组合处理含油污水的方法，通过采用环氧烃基类硅烷偶联剂对贻贝壳粉改性，由于贻贝壳粉中碳酸钙上含有较多的羧基，具有高效偶联的作用，进一步提高的偶联效率，降低了偶联剂的使用量。
本发明提供一种改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备方法，包括以下步骤：
S1.贻贝壳的前处理：将养殖场带回的贻贝壳清洗干净，除去剩余贝肉、足丝、表面青苔，在100℃下烘干，放入高温电阻炉内进行氮气保护高温碳化，每隔10min升温50℃，最高升至800℃，碳化30min后降温，研细，备用；
S2.菌藻的包埋固定化：将培养7d的菌种和微藻各自离心浓缩去除培养基，用无菌水分别调节浓缩液，等体积混合后，定量加入海藻酸钠混合均匀，使得海藻酸钠为5wt％，用注射器吸取混合液，逐滴滴入3.5wt％CaCl2溶液，制备固定化微球，交联12h之后，用无菌水洗净，研细至10-100nm，备用；
S3.改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备：将硅烷偶联剂、前处理后的贻贝壳和固定化微球纳米粉加入到去离子水中，均匀搅拌，室温反应，将产物分别用去离子水和无水乙醇洗涤，过滤，室温干燥，研细，制得改性贻贝壳-固定化菌藻复合物。
作为本发明进一步的改进，所述海藻酸钠与CaCl2溶液需灭菌后使用。
作为本发明进一步的改进，所述制得的固定化微球的直径为3-4mm，其中含有菌藻的生物量约为3×109个/g。
作为本发明进一步的改进，所述硅烷偶联剂、预处理后的贝壳和固定化微球纳米粉的质量比为(1-2)：200：(50-70)。
作为本发明进一步的改进，所述硅烷偶联剂为环氧烃基类硅烷偶联剂，选自KH560、KH791和南大-73中的一种或几种混合。
作为本发明进一步的改进，所述菌种为铜绿假单胞菌SJ-2，所述微藻为普通小球藻SZ-1。
本发明进一步保护一种上述方法制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物
本发明进一步保护一种上述改性贻贝壳-固定化菌藻复合物在净化含油污水中的应用
作为本发明进一步的改进，在原油浓度为1-7g/L，pH为6-8，温度为25-35℃，NaCl浓度＜1.5％，所述改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的添加量为(1-5)g/mL的条件下降解3天，所述原油的降解率不小于92％。
作为本发明进一步的改进，所述改性贻贝壳-固定化菌藻复合物重复利用3次以内对其降解原油的降解率影响小于3％。
本发明具有如下有益效果：本发明研究了固定化菌藻组合对含油污水的处理效果，经过3d的降解，固定化菌藻对3g/L原油的降解率可达98％。
本发明采用环氧烃基类硅烷偶联剂对贻贝壳粉改性，由于贻贝壳粉中碳酸钙上含有较多的羧基，具有高效偶联的作用，进一步提高的偶联效率，降低了偶联剂的使用量；
经高温碳化后的贻贝壳粉具有疏松的多孔结构，其具有类似活性炭的较高的表面积，从而具有良好的吸附性能。将碳化后的贻贝壳粉与固定化微球纳米粉偶联，得到的结构在贻贝壳粉表面上与光照充分接触的部分，微藻大量增殖；毗邻微藻层的为好氧微生物，主要进行氧化、硝化和有机质降解反应；在贻贝壳粉深处的厌氧微生物主要进行反硝化作用，其菌藻组成、有机物降解和脱氮除磷功能将形成平衡稳定的复合生态系统，高效进行原油污水的降解；
改性贻贝壳-固定化菌藻复合物对于原油污水有较好的吸附性能，改性条件简单、操作方便，有较强的可操作性。利用废弃贻贝外壳作为原料，具有良好的环境效益并可产生较好的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明测试例1各组原油污染污水的降解率对比图；
图2为本发明测试例2各组污水的氨氮去除率和总磷去除率对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种改性贻贝壳-固定化菌藻复合物，由以下方法制备：
S1.贻贝壳的前处理：将养殖场带回的贻贝壳清洗干净，除去剩余贝肉、足丝、表面青苔，在100℃下烘干，放入高温电阻炉内进行氮气保护高温碳化，每隔10min升温50℃，最高升至800℃，碳化30min后降温，研细，备用；
S2.菌藻的包埋固定化：将培养7d的铜绿假单胞菌SJ-2和普通小球藻SZ-1各自离心浓缩去除培养基，用无菌水分别调节浓缩液，等体积混合后，定量加入海藻酸钠混合均匀，使得海藻酸钠为5wt％，用注射器吸取混合液，逐滴滴入3.5wt％CaCl2溶液，制备固定化微球，交联12h之后，用无菌水洗净，研细至10nm，备用；所述海藻酸钠与CaCl2溶液需灭菌后使用；所述制得的固定化微球的直径为3-4mm，其中含有菌藻的生物量约为3×109个/g；
S3.改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备：将1g硅烷偶联剂KH560、200g前处理后的贻贝壳和50g固定化微球纳米粉加入到去离子水中，均匀搅拌，室温反应，将产物分别用去离子水和无水乙醇洗涤，过滤，室温干燥，研细，制得改性贻贝壳-固定化菌藻复合物，得率为90％。
实施例2
一种改性贻贝壳-固定化菌藻复合物，由以下方法制备：
S1.贻贝壳的前处理：将养殖场带回的贻贝壳清洗干净，除去剩余贝肉、足丝、表面青苔，在100℃下烘干，放入高温电阻炉内进行氮气保护高温碳化，每隔10min升温50℃，最高升至800℃，碳化30min后降温，研细，备用；
S2.菌藻的包埋固定化：将培养7d的铜绿假单胞菌SJ-2和普通小球藻SZ-1各自离心浓缩去除培养基，用无菌水分别调节浓缩液，等体积混合后，定量加入海藻酸钠混合均匀，使得海藻酸钠为5wt％，用注射器吸取混合液，逐滴滴入3.5wt％CaCl2溶液，制备固定化微球，交联12h之后，用无菌水洗净，研细至100nm，备用；所述海藻酸钠与CaCl2溶液需灭菌后使用；所述制得的固定化微球的直径为3-4mm，其中含有菌藻的生物量约为3×109个/g；
S3.改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备：将2g硅烷偶联剂KH791、200g前处理后的贻贝壳和70g固定化微球纳米粉加入到去离子水中，均匀搅拌，室温反应，将产物分别用去离子水和无水乙醇洗涤，过滤，室温干燥，研细，制得改性贻贝壳-固定化菌藻复合物，得率为92％。
实施例3
一种改性贻贝壳-固定化菌藻复合物，由以下方法制备：
S1.贻贝壳的前处理：将养殖场带回的贻贝壳清洗干净，除去剩余贝肉、足丝、表面青苔，在100℃下烘干，放入高温电阻炉内进行氮气保护高温碳化，每隔10min升温50℃，最高升至800℃，碳化30min后降温，研细，备用；
S2.菌藻的包埋固定化：将培养7d的铜绿假单胞菌SJ-2和普通小球藻SZ-1各自离心浓缩去除培养基，用无菌水分别调节浓缩液，等体积混合后，定量加入海藻酸钠混合均匀，使得海藻酸钠为5wt％，用注射器吸取混合液，逐滴滴入3.5wt％CaCl2溶液，制备固定化微球，交联12h之后，用无菌水洗净，研细至50nm，备用；所述海藻酸钠与CaCl2溶液需灭菌后使用；所述制得的固定化微球的直径为3-4mm，其中含有菌藻的生物量约为3×109个/g；
S3.改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备：将1.5g硅烷偶联剂南大-73、200g前处理后的贻贝壳和60g固定化微球纳米粉加入到去离子水中，均匀搅拌，室温反应，将产物分别用去离子水和无水乙醇洗涤，过滤，室温干燥，研细，制得改性贻贝壳-固定化菌藻复合物，得率为95％。
实施例4
一种改性贻贝壳-固定化菌藻复合物，由以下方法制备：
S1.贻贝壳的前处理：将养殖场带回的贻贝壳清洗干净，除去剩余贝肉、足丝、表面青苔，在100℃下烘干，放入高温电阻炉内进行氮气保护高温碳化，每隔10min升温50℃，最高升至800℃，碳化30min后降温，研细，备用；
S2.菌藻的包埋固定化：将培养7d的铜绿假单胞菌SJ-2和普通小球藻SZ-1各自离心浓缩去除培养基，用无菌水分别调节浓缩液，等体积混合后，定量加入海藻酸钠混合均匀，使得海藻酸钠为5wt％，用注射器吸取混合液，逐滴滴入3.5wt％CaCl2溶液，制备固定化微球，交联12h之后，用无菌水洗净，研细至200nm，备用；所述海藻酸钠与CaCl2溶液需灭菌后使用；所述制得的固定化微球的直径为3-4mm，其中含有菌藻的生物量约为3×109个/g；
S3.改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备：将10g硅烷偶联剂南大-73、200g前处理后的贻贝壳和100g固定化微球纳米粉加入到去离子水中，均匀搅拌，室温反应，将产物分别用去离子水和无水乙醇洗涤，过滤，室温干燥，研细，制得改性贻贝壳-固定化菌藻复合物，得率为56％。
实施例5
在原油浓度为1g/L，pH为6，温度为25℃，NaCl浓度＜1.5％，将实施例1制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的添加量为1g/mL的条件下降解3天，所述原油的降解率为92％。
实施例6
在原油浓度为7g/L，pH为8，温度为35℃，NaCl浓度＜1.5％，将实施例2制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的添加量为5g/mL的条件下降解3天，所述原油的降解率为96％。
实施例7
在原油浓度为5g/L，pH为7，温度为30℃，NaCl浓度＜1.5％，将实施例3制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的添加量为3g/mL的条件下降解3天，所述原油的降解率为98％。
实施例8
在原油浓度为5g/L，pH为7，温度为30℃，NaCl浓度＜1.5％，将实施例4制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的添加量为3g/mL的条件下降解3天，所述原油的降解率为58％。
实施例9
将实施例7处理后的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物污水过滤，得到改性贻贝壳-固定化菌藻复合物，继续加入原油浓度为5g/L，pH为7，温度为30℃，NaCl浓度＜1.5％，添加量为3g/mL，第二次原油的降解率为97％。
实施例10
将实施例9处理后的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物污水过滤，得到改性贻贝壳-固定化菌藻复合物，继续加入原油浓度为5g/L，pH为7，温度为30℃，NaCl浓度＜1.5％，添加量为3g/mL，第二次原油的降解率为95％。
对比例1
将培养7d的铜绿假单胞菌SJ-2和普通小球藻SZ-1各自离心浓缩去除培养基，用无菌水分别调节浓缩液，等体积混合后，定量加入海藻酸钠混合均匀，使得海藻酸钠为5wt％，用注射器吸取混合液，逐滴滴入3.5wt％CaCl2溶液，制备固定化微球，交联12h之后，用无菌水洗净，研细至200nm，所述海藻酸钠与CaCl2溶液需灭菌后使用；所述制得的固定化微球的直径为3-4mm，其中含有菌藻的生物量约为3×109个/g。
在原油浓度为5g/L，pH为7，温度为30℃，NaCl浓度＜1.5％，将制得的固定化微球的添加量为10g/mL的条件下降解3天，所述原油的降解率为52％。
对比例2
将养殖场带回的贻贝壳清洗干净，除去剩余贝肉、足丝、表面青苔，在100℃下烘干，放入高温电阻炉内进行氮气保护高温碳化，每隔10min升温50℃，最高升至800℃，碳化30min后降温，研细。
在原油浓度为5g/L，pH为7，温度为30℃，NaCl浓度＜1.5％，将制得的处理后的贻贝壳的添加量为10g/mL的条件下降解3天，所述原油的降解率为45％。
对比例3
一种改性贻贝壳-固定化菌藻复合物，由以下方法制备：
S1.贻贝壳的前处理：将养殖场带回的贻贝壳清洗干净，除去剩余贝肉、足丝、表面青苔，在100℃下烘干，放入高温电阻炉内进行氮气保护高温碳化，每隔10min升温50℃，最高升至800℃，碳化30min后降温，研细，备用；
S2.菌藻的包埋固定化：将培养7d的铜绿假单胞菌SJ-2和普通小球藻SZ-1各自离心浓缩去除培养基，用无菌水分别调节浓缩液，等体积混合后，定量加入海藻酸钠混合均匀，使得海藻酸钠为5wt％，用注射器吸取混合液，逐滴滴入3.5wt％CaCl2溶液，制备固定化微球，交联12h之后，用无菌水洗净，研细至50nm，备用；所述海藻酸钠与CaCl2溶液需灭菌后使用；所述制得的固定化微球的直径为3-4mm，其中含有菌藻的生物量约为3×109个/g；
S3.改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备：将1.5g硅烷偶联剂KH550、200g前处理后的贻贝壳和60g固定化微球纳米粉加入到去离子水中，均匀搅拌，室温反应，将产物分别用去离子水和无水乙醇洗涤，过滤，室温干燥，研细，制得改性贻贝壳-固定化菌藻复合物，得率为70％。
测试例1
将本发明实施例5-10和对比例1-3、市售同类产品进行原油降解实验，将固定化菌藻微球按照体积比为2％接种于配制的已灭菌的100ml含油污水中，放在恒温振荡摇床中25℃下降解，光暗比为12∶12，光照强度为7000LX，摇床转速为150r/min。
结果见图1。注释，*为与市售同类产品相比，P<0.05。
由图1可知，本发明实施例5-7为采用本发明实施例1-3制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物进行原油污染污水的降解，降解率为92-98％，显著优于市售产品(47％)。
实施例8为采用本发明实施例4制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物进行原油污染污水的降解，降解率为58％，实施例4与实施例3相比，所述硅烷偶联剂、预处理后的贝壳和固定化微球纳米粉的质量比不同，且固定化微球研细至200nm，过粗的微球和过量的比例使得制得的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物性能较差，其降解率较低。
实施例9-10为采用实施例5降解后的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物再次进行第二轮和第三轮的降解，降解率依次为97％和95％，可见，本发明实施例制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物具有可重复使用性，其3次内重复使用对其降解原油的性能影响不大，不大于3％。
对比例1为直接将固定化微球用于原油污染污水的降解，降解率为52％，降解效率不如本发明制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物。
对比例2为直接将预处理后的贻贝壳用于原油污染污水的降解，降解率为45％，降解效率不如本发明制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物。可能其多孔结构仅对于原油吸附有较好的作用，而并无明显降解效果。
对比例3为采用普通硅烷偶联剂KH550进行改性偶联，其效果明显不如环氧烃基类硅烷偶联剂，降解率为70％，降解效率不如本发明制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物。可见，硅烷偶联剂的选择显著影响产物的结构和对污染的降解效果。
测试例2
将本发明实施例5-10和对比例1-3、市售同类产品进行污水中氨氮和总磷的降解实验，将固定化菌藻微球按照体积比为2％接种于配制的已灭菌的100ml污水中，放在恒温振荡摇床中25℃下降解，光暗比为12∶12，光照强度为7000LX，摇床转速为150r/min。
结果见图2。注释，小写字母为与市售同类产品相比，P<0.05。
由图2可知，本发明实施例5-7为采用本发明实施例1-3制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物进行污水的降解，对氨氮的去除率为93-99％，对总磷的去除率为95-99％，显著优于市售产品(52％，47％)。
实施例8为采用本发明实施例4制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物进行污水的降解，氨氮去除率为62％，总磷去除率为59％，实施例4与实施例3相比，所述硅烷偶联剂、预处理后的贝壳和固定化微球纳米粉的质量比不同，且固定化微球研细至200nm，过粗的微球和过量的比例使得制得的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物性能较差，其降解率较低。
实施例9-10为采用实施例5降解后的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物再次进行第二轮和第三轮的降解，第一轮的氨氮去除率为95％，总磷去除率为98％，第二轮的氨氮去除率为93％，总磷去除率为97％，可见，本发明实施例制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物具有可重复使用性，其3次内重复使用对污水中的氨氮和总磷的降解性能影响不大。
对比例1为直接将固定化微球用于污水的降解，氨氮去除率为57％，总磷去除率为60％，降解效率不如本发明制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物。
对比例2为直接将预处理后的贻贝壳用于污水的降解，氨氮去除率为65％，总磷去除率为62％，降解效率不如本发明制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物。可能其多孔结构仅对于原油吸附有较好的作用，而并无明显降解效果。
对比例3为采用普通硅烷偶联剂KH550进行改性偶联，其效果明显不如环氧烃基类硅烷偶联剂，氨氮去除率为70％，总磷去除率为72％，降解效率不如本发明制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物。可见，硅烷偶联剂的选择显著影响产物的结构和对污染的降解效果。
与现有技术相比，本发明研究了固定化菌藻组合对含油污水的处理效果，经过3d的降解，固定化菌藻对3g/L原油的降解率可达98％。
本发明采用环氧烃基类硅烷偶联剂对贻贝壳粉改性，由于贻贝壳粉中碳酸钙上含有较多的羧基，具有高效偶联的作用，进一步提高的偶联效率，降低了偶联剂的使用量；
经高温碳化后的贻贝壳粉具有疏松的多孔结构，其具有类似活性炭的较高的表面积，从而具有良好的吸附性能。将碳化后的贻贝壳粉与固定化微球纳米粉偶联，得到的结构在贻贝壳粉表面上与光照充分接触的部分，微藻大量增殖；毗邻微藻层的为好氧微生物，主要进行氧化、硝化和有机质降解反应；在贻贝壳粉深处的厌氧微生物主要进行反硝化作用，其菌藻组成、有机物降解和脱氮除磷功能将形成平衡稳定的复合生态系统，高效进行原油污水的降解；
改性贻贝壳-固定化菌藻复合物对于原油污水有较好的吸附性能，改性条件简单、操作方便，有较强的可操作性。利用废弃贻贝外壳作为原料，具有良好的环境效益并可产生较好的经济效益。
固定化菌藻与固定化单菌、固定化单藻相比，菌藻组合表现出协同增效的作用，对主要的正构烷烃及多环芳烃的去除效率增加。当原油浓度为1-7g/L，pH为6-8，温度为25-35℃，NaCl浓度＜1.5％时，固定化菌藻具有较高的生物量，并对原油具有较高的去除率。固定化菌藻重复利用3次以内，对其降解原油的性能影响不大。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.贻贝壳的前处理：将养殖场带回的贻贝壳清洗干净，除去剩余贝肉、足丝、表面青苔，在100℃下烘干，放入高温电阻炉内进行氮气保护高温碳化，每隔10min升温50℃，最高升至800℃，碳化30min后降温，研细，备用；
S2.菌藻的包埋固定化：将培养7d的菌种和微藻各自离心浓缩去除培养基，用无菌水分别调节浓缩液，等体积混合后，定量加入海藻酸钠混合均匀，使得海藻酸钠为5wt％，用注射器吸取混合液，逐滴滴入3.5wt％CaCl2溶液，制备固定化微球，交联12h之后，用无菌水洗净，研细至10-100nm，备用；
S3.改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备：将硅烷偶联剂、前处理后的贻贝壳和固定化微球纳米粉加入到去离子水中，均匀搅拌，室温反应，将产物分别用去离子水和无水乙醇洗涤，过滤，室温干燥，研细，制得改性贻贝壳-固定化菌藻复合物。
2.根据权利要求1所述一种改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠与CaCl2溶液需灭菌后使用。
3.根据权利要求1所述一种改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备方法，其特征在于，所述制得的固定化微球的直径为3-4mm，其中含有菌藻的生物量约为3×109个/g。
4.根据权利要求1所述一种改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂、预处理后的贝壳和固定化微球纳米粉的质量比为(1-2)：200：(50-70)。
5.根据权利要求1所述一种改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为环氧烃基类硅烷偶联剂，选自KH560、KH791和南大-73中的一种或几种混合。
6.根据权利要求1所述一种改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的制备方法，其特征在于，所述菌种为铜绿假单胞菌SJ-2，所述微藻为普通小球藻SZ-1。
7.一种如权利要求1-6所述方法制备的改性贻贝壳-固定化菌藻复合物。
8.一种如权利要求7所述改性贻贝壳-固定化菌藻复合物在净化含油污水中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，在原油浓度为1-7g/L，pH为6-8，温度为25-35℃，NaCl浓度＜1.5％，所述改性贻贝壳-固定化菌藻复合物的添加量为(1-5)g/mL的条件下降解3天，所述原油的降解率不小于92％。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述改性贻贝壳-固定化菌藻复合物重复利用3次以内对其降解原油的降解率影响小于3％。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113234713A (zh) * 2021-03-15 2021-08-10 浙江海洋大学 一种生物炭负载微生物修复剂及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104004745A (zh) * 2014-05-07 2014-08-27 浙江海洋学院 一种固定化微生物溢油修复剂及其制备方法
CN104841388A (zh) * 2015-04-13 2015-08-19 浙江海洋学院 一种复合有贻贝壳粉的树脂吸附剂的制备方法
CN105695444A (zh) * 2016-03-28 2016-06-22 舟山光大检测研究院有限公司 一种用于船舶修造污水处理的固定化微生物菌剂及其制备方法和应用
CN105817194A (zh) * 2015-12-15 2016-08-03 浙江海洋学院 一种可回收的海面油污吸附球的制备方法
CN105856369A (zh) * 2016-04-25 2016-08-17 安徽省舒城华竹实业有限公司 一种贝壳粉-海藻酸钠竹编处理剂及其制备方法
CN106520750A (zh) * 2016-12-08 2017-03-22 浙江海洋大学 一种固定化微生物溢油修复剂及其制备方法
CN109355278A (zh) * 2018-10-31 2019-02-19 浙江海洋大学 一种用于降解海水中PAHs的固定化藻菌小球材料的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104004745A (zh) * 2014-05-07 2014-08-27 浙江海洋学院 一种固定化微生物溢油修复剂及其制备方法
CN104841388A (zh) * 2015-04-13 2015-08-19 浙江海洋学院 一种复合有贻贝壳粉的树脂吸附剂的制备方法
CN105817194A (zh) * 2015-12-15 2016-08-03 浙江海洋学院 一种可回收的海面油污吸附球的制备方法
CN105695444A (zh) * 2016-03-28 2016-06-22 舟山光大检测研究院有限公司 一种用于船舶修造污水处理的固定化微生物菌剂及其制备方法和应用
CN105856369A (zh) * 2016-04-25 2016-08-17 安徽省舒城华竹实业有限公司 一种贝壳粉-海藻酸钠竹编处理剂及其制备方法
CN106520750A (zh) * 2016-12-08 2017-03-22 浙江海洋大学 一种固定化微生物溢油修复剂及其制备方法
CN109355278A (zh) * 2018-10-31 2019-02-19 浙江海洋大学 一种用于降解海水中PAHs的固定化藻菌小球材料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
季祥: "《生物质能源及废物利用新技术》", 31 December 2012, 吉林大学出版社 *
橡胶工业原材料与装备简明手册编审委员会: "《橡胶工业原材料与装备简明手册》", 30 November 2016, 北京理工大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113234713A (zh) * 2021-03-15 2021-08-10 浙江海洋大学 一种生物炭负载微生物修复剂及其制备方法

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