CN110527657A - 一种培养材料的制备配方 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了涉及微生物培养材料技术领域的一种培养材料的制备配方，解决了载体亲水性较差的问题。其技术要点是：包含：基液和辅助成份；基液为浓度1～10％的PVA水溶液；辅助成份在基液的浓度不超过30％，辅助成份包含有Li、Mg、Fe、Al和Na元素。提高载体亲水性，提高微生物附着在发泡材料上的密度和稳定性，形成微生物群落，并使微生物能够稳定的吸附在发泡材料上，能方便培养微生物并营造适宜微生物生长繁殖的环境。提高载体的处理污水的能力，能在处理能力相同的条件下减少污水处理设施的成本，并提高微生物的存活率，降低微生物补种的成本。
Description
技术领域
本发明涉及微生物培养材料技术领域，特别是一种培养材料的制备配方。
背景技术
材料的表面亲水性是指材料表面被水分所湿润的性质，亲水性好的材料，对水有较大的亲和能力，更容易吸收水分，也更容易被水湿润。通常在培养微生物的过程中，需要将用于培养微生物的载体放入适宜微生物生长繁殖的液体内，而载体的亲水性是影响微生物培养效率的重要材料性能之一，载体的亲水性越高，微生物越容易附着在载体上并在载体上生长，且微生物不容易从载体上脱落。在MBBR工艺中，将发泡材料作为载体（常见的发泡材料为发泡聚氨酯、PE填料等），利用发泡材料的多孔结构提高总表面积，从而载体的使用效率。由于发泡材料本身的亲水性较差，导致微生物难以附着在发泡材料上，影响了微生物的培养效率，使得载体的表面亲水性形成了微生物培养效率的瓶颈。故现有技术中存在载体亲水性较差的问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种培养材料的制备配方。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种培养材料的制备配方，包含：基液和辅助成份；
所述基液为浓度1～10%的PVA水溶液；
所述辅助成份在基液的浓度不超过30%，所述辅助成份包含有Li、Mg、Fe、Al和Na元素，在所述辅助成份中各元素的重量配比为：Li 20%、Mg 20%、Fe 20%、Al 20%、Na 20%。
作为本发明的进一步改进：所述基液中PVA的浓度为5%。
作为本发明的进一步改进：所述Na元素以向基液投入固体单质钠产生的NaOH的形式溶解在基液中。
作为本发明的进一步改进：所述Al元素以向基液投入固体单质铝产生的Al(OH)3和Al2O3的形式混合在基液中。
作为本发明的进一步改进：所述Mg元素以向基液投入固体单质镁产生的Mg(OH)2和MgO的形式混合在基液中。
作为本发明的进一步改进：所述Li元素以向基液投入固体单质锂产生的LiOH的形式溶解在基液中。
作为本发明的进一步改进：所述Fe元素以向基液投入固体单质铁产生的Fe2O3的形式混合在基液中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
由于Li、Mg、Fe、Al和Na均为正离子，将Li、Mg、Fe、Al和Na混合至PVA水溶液中时，Li、Mg、Fe、Al和Na与水结合并生成金属氧化物和氢氧化物。
在使用该培养材料时，将该用于培养微生物的发泡材料浸入该培养材料内，然后取出发泡材料，使发泡材料表面均附着有该培养材料，再通过烘干脱水后，使溶解在PVA水溶液内的NaOH和LiOH析出，从而使发泡材料表面附着有PVA和Mg、Fe、Al的氧化物以及Li、Mg、Al和Na的氢氧化物。
由于PVA具有亲水性，因此能通过附着在发泡材料表面的PVA直接提高发泡材料的表面亲水性。Li、Mg、Fe、Al和Na元素分别以固体氧化物和氢氧化物的形式混合在PVA中，没有固体杂质的PVA表面处由于水分的蒸发而厚度较小，而掺杂了固体杂质的PVA表面处由于水分的蒸发量相对较少而厚度较大，因而通过Li、Mg、Fe、Al和Na元素的固体氧化物和氢氧化物使得PVA表面形成多个细微的凸起，从而增加了表面积，也能起到提高亲水性的效果，提高微生物附着在发泡材料表面的速度。LiOH和NaOH溶于水，用于培养微生物的液体内含有水，因此位于PVA表面上的LiOH和NaOH能供微生物生长的液体内，使得在PVA表面上形成坑洼的形状，从而增加了表面积，也能起到提高亲水性的效果，提高微生物附着在发泡材料表面的速度。
同时，Li、Mg、Al和Na的氢氧化物使发泡材料周围的羟基增多，当发泡材料置入供微生物繁殖的液体内时，微生物表面的羟基、羧基和磷酸基团与发泡材料表面的羟基发生特异性结合，在该过程中能解离出H+。从而在发泡材料与附着在发泡材料表面的微生物之间形成复合物，有效的提高微生物附着在发泡材料表面的速度和稳定性。
Mg、Fe、Al的氧化物增加了微生物在发泡材料表面的附着位点，使得附着在发泡材料表面的微生物群落稳定性得到增强，也能起到提高微生物附着在发泡材料表面的速度和稳定性的作用。
由于发泡材料为多孔结构，在将发泡材料浸入基液并烘干后，发泡材料的外表面以及内部表面的亲水性都得到提高，使得将发泡材料放入供微生物繁殖的液体中时，液体能快速的湿润发泡材料，提高微生物附着在发泡材料表面的同时，也能提高发泡材料下沉的速度，防止发泡材料漂浮在液体表面而导致一部分发泡材料表面不与液体和微生物接触，从而防止由于发泡材料漂浮在液体表面而影响微生物附着在发泡材料上的整体速度，进一步提高微生物附着到发泡材料表面的速度。Mg、Fe、Al的氧化物以及Li、Mg、Al和Na的氢氧化物的密度大于液体，也能增加发泡材料的下沉速度，进一步提高微生物附着在发泡材料表面的速度。
通过该配方制备的培养材料，能提高载体表面的亲水性，使微生物以较高的密度和稳定性附着在发泡材料上，形成微生物群落，并使得微生物能够稳定的吸附在发泡材料上，能方便培养微生物并能营造适宜微生物生长繁殖的环境。提高载体的处理污水的能力，从而能在处理能力相同的要求下减少污水处理设施的成本，并提高微生物的存活率，降低微生物补种的成本。
具体实施方式
实施例：
一种培养材料的制备配方，包含：基液和辅助成份；
基液为浓度5%的PVA水溶液；
辅助成份在基液的浓度为25%，辅助成份包含有Li、Mg、Fe、Al和Na元素，在所述辅助成份中各元素的重量配比为：Li 20%、Mg 20%、Fe 20%、Al 20%、Na 20%。
Na元素以向基液投入固体单质钠产生的NaOH的形式溶解在基液中。
Al元素以向基液投入固体单质铝产生的Al(OH)3和Al2O3的形式混合在基液中。
Mg元素以向基液投入固体单质镁产生的Mg(OH)2和MgO的形式混合在基液中。
Li元素以向基液投入固体单质锂产生的LiOH的形式溶解在基液中。
Fe元素以向基液投入固体单质铁产生的Fe2O3的形式混合在基液中。
本实施例具有以下优点：
单质Na与和单质Li在与水接触后反应产生NaOH、LiOH和热量，使水温升高，使得一部分Mg和一部分Al在加热的条件下生成了Al(OH)3和Mg(OH)2，而Fe、剩余的Mg和Al较为缓慢的氧化产生形成MgO、Fe2O3和Al2O3，使得Li、Mg、Fe、Al和Na与水结合并生成金属氧化物和氢氧化物。
在使用该培养材料时，将该用于培养微生物的发泡材料浸入该培养材料内，然后取出发泡材料，使发泡材料表面均附着有该培养材料，再通过烘干脱水后，使溶解在PVA水溶液内的PVA、NaOH和LiOH析出，从而使发泡材料表面附着有PVA和Mg、Fe、Al的氧化物以及Li、Mg、Al和Na的氢氧化物。
由于PVA具有亲水性，因此能通过附着在发泡材料表面的PVA直接提高发泡材料的表面亲水性。Li、Mg、Fe、Al和Na元素分别以固体氧化物和氢氧化物的形式混合在PVA中，没有固体杂质的PVA表面处由于水分的蒸发而厚度较小，而掺杂了固体杂质的PVA表面处由于水分的蒸发量相对较少而厚度较大，因而通过Li、Mg、Fe、Al和Na元素的固体氧化物和氢氧化物使得PVA表面形成多个细微的凸起，从而增加了表面积，也能起到提高亲水性的效果，提高微生物附着在发泡材料表面的速度。LiOH和NaOH溶于水，用于培养微生物的液体内含有水，因此位于PVA表面上的LiOH和NaOH能供微生物生长的液体内，使得在PVA表面上形成坑洼的形状，从而增加了表面积，也能起到提高亲水性的效果，提高微生物附着在发泡材料表面的速度。
Li、Mg、Al和Na的氢氧化物使发泡材料周围的羟基增多，当发泡材料置入供微生物繁殖的液体内时，微生物表面的羟基、羧基和磷酸基团与发泡材料表面的羟基发生特异性结合，在该过程中能解离出H+。从而在发泡材料与附着在发泡材料表面的微生物之间形成复合物，有效的提高微生物附着在发泡材料表面的速度和稳定性。
Mg、Fe、Al的氧化物增加了微生物在发泡材料表面的附着位点，使得附着在发泡材料表面的微生物群落稳定性得到增强，提高微生物附着在发泡材料表面的速度和稳定性。
由于发泡材料为多孔结构，在将发泡材料浸入基液并烘干后，发泡材料的外表面以及内部表面的亲水性都得到提高，使得将发泡材料放入供微生物繁殖的液体中时，液体能快速的湿润发泡材料，提高微生物附着在发泡材料表面的同时，也能提高发泡材料下沉的速度，防止发泡材料漂浮在液体表面而导致位于液面以上的一部分发泡材料表面不能与液体和微生物接触，从而防止由于发泡材料漂浮在液体表面而影响微生物附着在发泡材料上的整体速度，进一步提高微生物附着到发泡材料表面的速度。Mg、Fe、Al的氧化物以及Li、Mg、Al和Na的氢氧化物的密度大于液体，也能增加发泡材料的下沉速度，进一步提高微生物附着在发泡材料表面的速度。
通过该配方制备的培养材料，能提高载体表面的亲水性，使微生物以较高的密度和稳定性附着在发泡材料上，形成微生物群落，并使得微生物能够稳定的吸附在发泡材料上，能方便培养微生物并能营造适宜微生物生长繁殖的环境。提高载体的处理污水的能力，从而能在处理能力相同的要求下减少污水处理设施的成本，并提高微生物的存活率，降低微生物补种的成本。
综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。
Claims (7)
1.一种培养材料的制备配方，其特征在于，包含：基液和辅助成份；
所述基液为浓度1～10％的PVA水溶液；
所述辅助成份在基液的浓度不超过30％，所述辅助成份包含有Li、Mg、Fe、Al和Na元素，在所述辅助成份中各元素的重量配比为：Li 20％、Mg 20％、Fe 20％、Al 20％、Na 20％。
2.根据权利要求1所述的培养材料的制备配方，其特征在于，所述基液中PVA的浓度为5％。
3.根据权利要求1所述的培养材料的制备配方，其特征在于，所述Na元素以向基液投入固体单质钠产生的NaOH的形式溶解在基液中。
4.根据权利要求3所述的培养材料的制备配方，其特征在于，所述Al元素以向基液投入固体单质铝产生的Al(OH)3和Al2O3的形式混合在基液中。
5.根据权利要求3所述的培养材料的制备配方，其特征在于，所述Mg元素以向基液投入固体单质镁产生的Mg(OH)2和MgO的形式混合在基液中。
6.根据权利要求1所述的培养材料的制备配方，其特征在于，所述Li元素以向基液投入固体单质锂产生的LiOH的形式溶解在基液中。
7.根据权利要求1所述的培养材料的制备配方，其特征在于，所述Fe元素以向基液投入固体单质铁产生的Fe2O3的形式混合在基液中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191203 |