CN111422995A - 一种含微胶囊的絮凝剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含微胶囊的絮凝剂及其制备方法；其中，一种含微胶囊的絮凝剂，其特征在于：包括如下重量份数的原料，含嗜油菌微胶囊28～42份、聚氧化乙烯6～10.5份、铝矾土5～8.75份、氧化淀粉2～3.5份、木质素磺酸盐3～4.5份；一种含微胶囊的絮凝剂的制备方法，其包括，将6～10.5份聚氧化乙烯、2～3.5份氧化淀粉、3～4.5份木质素磺酸盐缓慢加入到140～165份去离子水中，边加入边以320～340rpm的速度搅拌15～25min，并加热至35℃，待其完全溶解后向其中缓慢加入28～42份含嗜油菌微胶囊、5～8.75份铝矾土，边加入边以105～135rpm的速度搅拌28～32min，然后调整速度至60～90rpm并继续搅拌2h，此时水分已蒸发完毕，即可。本发明在其使用时才发挥分解代谢的作用，大大降低了微生物絮凝剂的成本，提高了其产量。
Description
技术领域
本发明属于水处理剂技术领域，更具体是涉及一种含微胶囊的絮凝剂及其制备方法。
背景技术
微生物絮凝剂是一类由微生物或其分泌物产生的代谢产物，它是利用微生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而得的，是具有生物分解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的水处理剂。由于微生物絮凝剂可以克服无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的缺陷，最终实现无污染排放，因此微生物絮凝剂的研究正成为当今世界絮凝剂方面研究的重要课题。
然而微生物絮凝剂又有着产量低、成本高的缺点，应用条件受到限制，并且利用含活菌的微胶囊作为絮凝剂中的重要成分，并辅以其他无机、有机环保低成本原料的思路还未见报道，如这一思路实现，将可以解决微生物絮凝剂所面临的上述难题。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。
因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种含微胶囊的絮凝剂及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种含微胶囊的絮凝剂，其特征在于：包括如下重量份数的原料，含嗜油菌微胶囊28～42份、聚氧化乙烯6～10.5份、铝矾土5～8.75份、氧化淀粉2～3.5份、木质素磺酸盐3～4.5份。
作为本发明所述的含微胶囊的絮凝剂的优选方案，其中：所述含嗜油菌微胶囊为由包括食烷菌、海洋螺菌、假单胞菌、杆状解环菌一种或几种的菌体制备而得。
作为本发明所述的含微胶囊的絮凝剂的优选方案，其中：所述木质素磺酸盐包括木质素磺酸钠、木质素磺酸钙中的一种或几种；所述聚氧化乙烯的分子量范围为2×106～3×106；所述铝矾土粒径范围为10～35μm，平均粒径为18μm；所述氧化淀粉为低粘度氧化淀粉，其粒径范围为12～45μm，平均粒径为25μm。
作为本发明所述的含微胶囊的絮凝剂的优选方案，其中：所述含嗜油菌微胶囊的制备方法为，制备囊芯溶液；制备囊壁溶液；将所述囊壁溶液缓慢加入到所述囊芯溶液中，以1800～2040rpm搅拌5min得到壁材芯材分散混合液；将二甲基硅油加热至50℃，加入所述壁材芯材分散混合液、蔗糖脂肪酸酯，迅速搅拌使溶液快速降温，再降速搅拌，过滤后烘干，即得微胶囊。
作为本发明所述的含微胶囊的絮凝剂的优选方案，其中：所述迅速搅拌使溶液快速降温为以300～360rpm的速度持续搅拌使溶液在30min内逐步冷却至室温；所述降速搅拌其为在100～120rpm下搅拌10min。
作为本发明所述的含微胶囊的絮凝剂的优选方案，其中：所述制备囊芯溶液，具体为以质量份数计，在容器中加入18～24份去离子水、2.5～3.5份丙三醇，并加热至35℃，再将4～5.5份耐热嗜油菌的休眠体加入到其中并搅拌均匀，得到囊芯溶液；所述制备囊壁溶液，其为将8.5～11份硬化油脂加热至50℃，待其完全溶解后得到囊壁溶液；所述烘干其为在低于35℃条件下烘干10～24h。
作为本发明所述的含微胶囊的絮凝剂的优选方案，其中：所述的耐热嗜油菌包括食烷菌、海洋螺菌、假单胞菌、杆状解环菌一种或几种；其中，以质量分数计，假单胞菌、食烷菌含量均为2.5～3.5份，杆状解环菌、海洋螺菌均为1.5～2份。
作为本发明所述的含微胶囊的絮凝剂的优选方案，其中：所述的硬化油脂的熔点为42℃。
作为本发明所述的含微胶囊的絮凝剂的优选方案，其中：以质量份数计，所述二甲基硅油为700～1000份，所述蔗糖脂肪酸酯为1～1.5份。
作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种含微胶囊的絮凝剂的制备方法，其包括，将6～10.5份聚氧化乙烯、2～3.5份氧化淀粉、3～4.5份木质素磺酸盐缓慢加入到140～165份去离子水中，边加入边以320～340rpm的速度搅拌15～25min，并加热至35℃，待其完全溶解后向其中缓慢加入28～42份含嗜油菌微胶囊、5～8.75份铝矾土，边加入边以105～135rpm的速度搅拌28～32min，然后调整速度至60～90rpm并继续搅拌2h，此时水分已蒸发完毕，即得含微胶囊的絮凝剂。
本发明的有益效果：
1、本发明的含微胶囊的絮凝剂采用环保原料，其中有含嗜油菌的微胶囊，不同于传统微生物絮凝剂多以其分泌物或代谢产物为主要成分，本发明的含微胶囊的絮凝剂具有嗜油菌活体，在其使用时才发挥分解代谢的作用，并能持续产生有利于絮凝等功效的分泌物或代谢产物；再复配以多种低成本有机、无机成分，大大降低了微生物絮凝剂的成本，提高了其产量。
2、本发明的含微胶囊的絮凝剂，通过多种成分的复配达到了高效迅速的絮凝效果，特别是具有突出的分解去除废水中有机物的性能。其制备过程中先将聚氧化乙烯、氧化淀粉、木质素磺酸盐溶于去离子水，这样可以使各成分充分地分散融合；再将含嗜油菌微胶囊和铝矾土加入其中，这样可以使含嗜油菌微胶囊被聚氧化乙烯、氧化淀粉、木质素磺酸盐的混合物包覆，且这层包覆膜的内外还遍布了细小的铝矾土颗粒。这种结构能够保证含嗜油菌微胶囊在使用前不会提早释放而失效，并且能够在使用时稳步地释放各有效成分，即先利用外层的包覆膜的溶解扩散实现废水中固体杂质的絮凝，同时给微胶囊的释放提供开口和条件，再利用微胶囊中嗜油菌对有机物的分解和代谢能力实现对有机物的絮凝和去除，多种成分逐级发挥絮凝、吸附、分解效果，这一机理也说明各成分之间发生了协同增效的作用。实验的数据支持了这一点，这几种成分不论减少哪一个或几个的含量，都会使絮凝剂的效果大打折扣，废水中有机物的分解率大大降低。
3、本发明的含微胶囊的絮凝剂，其中添加了一定量的铝矾土，该成分不仅使得絮凝剂的絮凝、吸附效果进一步提高，还令人意外地具有光催化增效的性能，即絮凝剂在使用时，如遇适度紫外线照射，将会大大提高其对废水中有害有机物的降解速度和降解率，特别是分解速度要比无光或弱光情况下快3～5倍。
4、本发明的含微胶囊的絮凝剂，对污水中的灰尘、染料、重金属、溶解油及其它溶解性有机物等的絮凝、吸附、分解性能均很好，作用相对迅速，效果持久，使用后即便长时间不处理，水质也不会恶化，不产生二次污染。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明涉及的测试方法：
模拟废水的制备：每升去离子水中加入250mg葡萄糖、1.5mg氯化铁、150mg硫酸铵、120mg大豆油、20mg磷酸二氢钾、50mg氯仿、30mg甲苯，使用均质仪以7250～7750rpm的速度均质15～20min得到模拟废水。
絮凝性能测试：将含微胶囊的絮凝剂按照100mg/L的添加量加入到模拟废水中，以125～175rpm的速度搅拌4～6min后，静置1.5h，测定处理后的上清液的COD，与原模拟废水的COD值对比，计算得出COD去除率。
光催化效应测试：采用瓶试法测试含微胶囊的絮凝剂的光催化效应：利用紫外-可见分光光度计在225nm波长处测定模拟废水中氯仿、甲苯的吸光度；在日光灯照射下将含微胶囊的絮凝剂按照100mg/L的添加量加入到模拟废水中，振荡5min后，静置25min，利用紫外-可见分光光度计在225nm波长处测定絮凝后模拟废水上清液中氯仿、甲苯的吸光度，并根据标准曲线及以下公式计算出氯仿、甲苯的光催化降解率：
光催化降解率：η＝(c0-ci)/c0×100％
式中：c0为光催化增效反应前氯仿/甲苯的吸光度；ci为光催化增效反应后氯仿/甲苯的吸光度。
实施例1：
以质量份数计，在容器中加入21份去离子水、3份丙三醇，并加热至35℃，再将4.75份耐热嗜油菌(食烷菌含量为3份，海洋螺菌含量为1.75份)的休眠体加入到其中并搅拌均匀，得到囊芯溶液；
在另一容器中加入8.75份硬化油脂，并加热至50℃，待其完全溶解后得到囊壁溶液；
将囊壁溶液缓慢加入到囊芯溶液中，使用高速搅拌机以1920rpm的速度搅拌5min，得到平均粒径为5μm的壁材芯材分散混合液；
在另一容器中加入850份二甲基硅油，并加热至50℃，将壁材芯材分散混合液缓、1.25份蔗糖脂肪酸酯缓慢加入到二甲基硅油中，同时以330rpm的速度持续搅拌，使溶液在30min内逐步冷却至室温，再降速至110rpm搅拌10min，得到平均粒径为250μm的微胶囊悬浮液；
将所得微胶囊悬浮液过滤分离，用去离子水对滤饼进行冲洗，并在低于35℃的低温干燥箱中烘干，得到35份的微胶囊。
将8.25份聚氧化乙烯、2.75份氧化淀粉、3.75份木质素磺酸盐缓慢加入到132.5份去离子水中，边加入边以330rpm的速度搅拌20min，并加热至35℃，待其完全溶解后向其中缓慢加入35份含嗜油菌微胶囊、6.875份铝矾土，边加入边以120rpm的速度搅拌30min，然后调整速度至75rpm并继续搅拌2h，此时水分已蒸发完毕，即得含微胶囊的絮凝剂。
测试结果：所得含微胶囊的絮凝剂颗粒大小均匀，在阴凉干燥条件下存放稳定，COD去除率可达99.1％，絮凝效果极佳；废水絮凝后48h不再处理，COD去除率仍有98.8％，效应持久无二次污染；对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别可达99.3％、98.7％(作为对比，无光条件下对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为65.8％、65.2％，120min的光催化降解率分别为99.0％、98.3％)，光催化效应明显。
实施例2
以质量份数计，在容器中加入21份去离子水、3份丙三醇，并加热至35℃，再将4.75份耐热嗜油菌(食烷菌含量为3份，海洋螺菌含量为1.75份)的休眠体加入到其中并搅拌均匀，得到囊芯溶液；
在另一容器中加入8.75份硬化油脂，并加热至50℃，待其完全溶解后得到囊壁溶液；
将囊壁溶液缓慢加入到囊芯溶液中，使用高速搅拌机以1920rpm的速度搅拌5min，得到平均粒径为5μm的壁材芯材分散混合液；
在另一容器中加入850份二甲基硅油，并加热至50℃，将壁材芯材分散混合液缓、1.25份蔗糖脂肪酸酯缓慢加入到二甲基硅油中，同时以330rpm的速度持续搅拌，使溶液在30min内逐步冷却至室温，再降速至110rpm搅拌10min，得到平均粒径为250μm的微胶囊悬浮液；
将所得微胶囊悬浮液过滤分离，用去离子水对滤饼进行冲洗，并在低于35℃的低温干燥箱中烘干，得到35份的微胶囊。
将8.25份聚氧化乙烯、2.75份氧化淀粉、3.75份木质素磺酸盐缓慢加入到132.5份去离子水中，边加入边以330rpm的速度搅拌20min，并加热至35℃，待其完全溶解后向其中缓慢加入17.5份含嗜油菌微胶囊、6.875份铝矾土，边加入边以120rpm的速度搅拌30min，然后调整速度至75rpm并继续搅拌2h，此时水分已蒸发完毕，即得含微胶囊的絮凝剂(与实施例1相比含嗜油菌微胶囊的添加量减少)。
测试结果：所得含微胶囊的絮凝剂颗粒大小均匀，在阴凉干燥条件下存放稳定，COD去除率为87.4％，絮凝效果较好；废水絮凝后48h不再处理，COD去除率为83.6％，效应不太持久；对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为76.2％、75.5％(作为对比，无光条件下对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为59.6％、59.0％，120min的光催化降解率分别为88.9％、88.1％)，光催化效应不够明显。
实施例3
以质量份数计，在容器中加入21份去离子水、3份丙三醇，并加热至35℃，再将4.75份耐热嗜油菌(食烷菌含量为3份，海洋螺菌含量为1.75份)的休眠体加入到其中并搅拌均匀，得到囊芯溶液；
在另一容器中加入8.75份硬化油脂，并加热至50℃，待其完全溶解后得到囊壁溶液；
将囊壁溶液缓慢加入到囊芯溶液中，使用高速搅拌机以1920rpm的速度搅拌5min，得到平均粒径为5μm的壁材芯材分散混合液；
在另一容器中加入850份二甲基硅油，并加热至50℃，将壁材芯材分散混合液缓、1.25份蔗糖脂肪酸酯缓慢加入到二甲基硅油中，同时以330rpm的速度持续搅拌，使溶液在30min内逐步冷却至室温，再降速至110rpm搅拌10min，得到平均粒径为250μm的微胶囊悬浮液；
将所得微胶囊悬浮液过滤分离，用去离子水对滤饼进行冲洗，并在低于35℃的低温干燥箱中烘干，得到35份的微胶囊。
将3.5份聚氧化乙烯、2.75份氧化淀粉、3.75份木质素磺酸盐缓慢加入到132.5份去离子水中，边加入边以330rpm的速度搅拌20min，并加热至35℃，待其完全溶解后向其中缓慢加入35份含嗜油菌微胶囊、6.875份铝矾土，边加入边以120rpm的速度搅拌30min，然后调整速度至75rpm并继续搅拌2h，此时水分已蒸发完毕，即得含微胶囊的絮凝剂(与实施例1相比聚氧化乙烯的添加量减少)。
测试结果：所得含微胶囊的絮凝剂颗粒大小均匀，在阴凉干燥条件下存放稳定，COD去除率为93.2％，絮凝效果较好；废水絮凝后48h不再处理，COD去除率有87.0％，效应不够持久；对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为85.4％、83.9％(作为对比，无光条件下对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为60.1％、59.5％，120min的光催化降解率分别为89.3％、88.5％)，光催化效应较明显。
实施例4
以质量份数计，在容器中加入21份去离子水、3份丙三醇，并加热至35℃，再将4.75份耐热嗜油菌(食烷菌含量为3份，海洋螺菌含量为1.75份)的休眠体加入到其中并搅拌均匀，得到囊芯溶液；
在另一容器中加入8.75份硬化油脂，并加热至50℃，待其完全溶解后得到囊壁溶液；
将囊壁溶液缓慢加入到囊芯溶液中，使用高速搅拌机以1920rpm的速度搅拌5min，得到平均粒径为5μm的壁材芯材分散混合液；
在另一容器中加入850份二甲基硅油，并加热至50℃，将壁材芯材分散混合液缓、1.25份蔗糖脂肪酸酯缓慢加入到二甲基硅油中，同时以330rpm的速度持续搅拌，使溶液在30min内逐步冷却至室温，再降速至110rpm搅拌10min，得到平均粒径为250μm的微胶囊悬浮液；
将所得微胶囊悬浮液过滤分离，用去离子水对滤饼进行冲洗，并在低于35℃的低温干燥箱中烘干，得到35份的微胶囊。
将8.25份聚氧化乙烯、3.75份木质素磺酸盐缓慢加入到132.5份去离子水中，边加入边以330rpm的速度搅拌20min，并加热至35℃，待其完全溶解后向其中缓慢加入35份含嗜油菌微胶囊、6.875份铝矾土，边加入边以120rpm的速度搅拌30min，然后调整速度至75rpm并继续搅拌2h，此时水分已蒸发完毕，即得含微胶囊的絮凝剂(与实施例1相比未添加氧化淀粉)。
测试结果：所得含微胶囊的絮凝剂颗粒大小均匀，在阴凉干燥条件下存放稳定，COD去除率为90.6％，絮凝效果较好；废水絮凝后48h不再处理，COD去除率有89.8％，效应持久无二次污染；对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为87.0％、85.7％(作为对比，无光条件下对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为58.9％、58.4％，120min的光催化降解率分别为87.5％、86.1％)，光催化效应明显。
实施例5
以质量份数计，在容器中加入21份去离子水、3份丙三醇，并加热至35℃，再将4.75份耐热嗜油菌(食烷菌含量为3份，海洋螺菌含量为1.75份)的休眠体加入到其中并搅拌均匀，得到囊芯溶液；
在另一容器中加入8.75份硬化油脂，并加热至50℃，待其完全溶解后得到囊壁溶液；
将囊壁溶液缓慢加入到囊芯溶液中，使用高速搅拌机以1920rpm的速度搅拌5min，得到平均粒径为5μm的壁材芯材分散混合液；
在另一容器中加入850份二甲基硅油，并加热至50℃，将壁材芯材分散混合液缓、1.25份蔗糖脂肪酸酯缓慢加入到二甲基硅油中，同时以330rpm的速度持续搅拌，使溶液在30min内逐步冷却至室温，再降速至110rpm搅拌10min，得到平均粒径为250μm的微胶囊悬浮液；
将所得微胶囊悬浮液过滤分离，用去离子水对滤饼进行冲洗，并在低于35℃的低温干燥箱中烘干，得到35份的微胶囊。
将8.25份聚氧化乙烯、2.75份氧化淀粉缓慢加入到132.5份去离子水中，边加入边以330rpm的速度搅拌20min，并加热至35℃，待其完全溶解后向其中缓慢加入35份含嗜油菌微胶囊、6.875份铝矾土，边加入边以120rpm的速度搅拌30min，然后调整速度至75rpm并继续搅拌2h，此时水分已蒸发完毕，即得含微胶囊的絮凝剂(与实施例1相比未添加木质素磺酸盐)。
测试结果：所得含微胶囊的絮凝剂颗粒大小均匀，在阴凉干燥条件下存放稳定，COD去除率为91.2％，絮凝效果较好；废水絮凝后48h不再处理，COD去除率有87.8％，效应不够持久；对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为85.5％、84.3％(作为对比，无光条件下对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为62.7％、62.3％，120min的光催化降解率分别为92.4％、91.6％)，光催化效应不太明显。
实施例6
以质量份数计，在容器中加入21份去离子水、3份丙三醇，并加热至35℃，再将4.75份耐热嗜油菌(食烷菌含量为3份，海洋螺菌含量为1.75份)的休眠体加入到其中并搅拌均匀，得到囊芯溶液；
在另一容器中加入8.75份硬化油脂，并加热至50℃，待其完全溶解后得到囊壁溶液；
将囊壁溶液缓慢加入到囊芯溶液中，使用高速搅拌机以1920rpm的速度搅拌5min，得到平均粒径为5μm的壁材芯材分散混合液；
在另一容器中加入850份二甲基硅油，并加热至50℃，将壁材芯材分散混合液缓、1.25份蔗糖脂肪酸酯缓慢加入到二甲基硅油中，同时以330rpm的速度持续搅拌，使溶液在30min内逐步冷却至室温，再降速至110rpm搅拌10min，得到平均粒径为250μm的微胶囊悬浮液；
将所得微胶囊悬浮液过滤分离，用去离子水对滤饼进行冲洗，并在低于35℃的低温干燥箱中烘干，得到35份的微胶囊。
将8.25份聚氧化乙烯、2.75份氧化淀粉、3.75份木质素磺酸盐缓慢加入到132.5份去离子水中，边加入边以330rpm的速度搅拌20min，并加热至35℃，待其完全溶解后向其中缓慢加入35份含嗜油菌微胶囊，边加入边以120rpm的速度搅拌30min，然后调整速度至75rpm并继续搅拌2h，此时水分已蒸发完毕，即得含微胶囊的絮凝剂(与实施例1相比未添加铝矾土)。
测试结果：所得含微胶囊的絮凝剂颗粒大小均匀，在阴凉干燥条件下存放稳定，COD去除率为94.6％，絮凝效果较好；即便废水絮凝后48h不再处理，COD去除率有92.9％，效应较持久；对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为62.9％、60.8％(作为对比，无光条件下对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为61.5％、61.1％，120min的光催化降解率分别为91.7％、90.1％)，光催化效应很差。
实施例7
以质量份数计，在容器中加入21份去离子水、3份丙三醇，并加热至35℃，再将4.75份耐热嗜油菌(假单胞菌含量为3份，杆状解环菌含量为1.75份)休眠体加入到其中并搅拌均匀，得到囊芯溶液；
在另一容器中加入8.75份硬化油脂，并加热至50℃，待其完全溶解后得到囊壁溶液；
将囊壁溶液缓慢加入到囊芯溶液中，使用高速搅拌机以1920rpm的速度搅拌5min，得到平均粒径为5μm的壁材芯材分散混合液；
在另一容器中加入850份二甲基硅油，并加热至50℃，将壁材芯材分散混合液缓、1.25份蔗糖脂肪酸酯缓慢加入到二甲基硅油中，同时以330rpm的速度持续搅拌，使溶液在30min内逐步冷却至室温，再降速至110rpm搅拌10min，得到平均粒径为250μm的微胶囊悬浮液；
将所得微胶囊悬浮液过滤分离，用去离子水对滤饼进行冲洗，并在低于35℃的低温干燥箱中烘干，得到35份的微胶囊
将8.25份聚氧化乙烯、2.75份氧化淀粉、3.75份木质素磺酸盐缓慢加入到132.5份去离子水中，边加入边以330rpm的速度搅拌20min，并加热至35℃，待其完全溶解后向其中缓慢加入35份含嗜油菌微胶囊、6.875份铝矾土，边加入边以120rpm的速度搅拌30min，然后调整速度至75rpm并继续搅拌2h，此时水分已蒸发完毕，即得含微胶囊的絮凝剂(与实施例1相比，嗜油菌种类不同)。
测试结果：所得含微胶囊的絮凝剂颗粒大小均匀，在阴凉干燥条件下存放稳定，COD去除率为92.3％，絮凝效果较好；废水絮凝后48h不再处理，COD去除率仍有90.5％，效应较持久；对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为91.6％、91.2％(作为对比，无光条件下对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为64.8％、64.4％，120min的光催化降解率分别为95.7％、95.1％)，光催化效应较明显。
实施例8：
以质量份数计，在容器中加入21份去离子水、3份丙三醇，并加热至35℃，再将4.75份耐热嗜油菌(食烷菌含量为3份，海洋螺菌含量为1.75份)的休眠体加入到其中并搅拌均匀，得到囊芯溶液；
在另一容器中加入8.75份硬化油脂，并加热至50℃，待其完全溶解后得到囊壁溶液；
将囊壁溶液缓慢加入到囊芯溶液中，使用高速搅拌机以1920rpm的速度搅拌5min，得到平均粒径为5μm的壁材芯材分散混合液；
在另一容器中加入850份二甲基硅油，并加热至50℃，将壁材芯材分散混合液缓、1.25份蔗糖脂肪酸酯缓慢加入到二甲基硅油中，同时以990rpm的速度持续搅拌，使溶液在30min内逐步冷却至室温，再降速至330rpm搅拌10min，得到平均粒径为180μm的微胶囊悬浮液(与实施例1不同，搅拌速度和降速后搅拌速度均提高，使得平均粒径降低，但产量也降低)；
将所得微胶囊悬浮液过滤分离，用去离子水对滤饼进行冲洗，并在低于35℃的低温干燥箱中烘干，得到32份的微胶囊(产量减少)。
将8.25份聚氧化乙烯、2.75份氧化淀粉、3.75份木质素磺酸盐缓慢加入到132.5份去离子水中，边加入边以330rpm的速度搅拌20min，并加热至35℃，待其完全溶解后向其中缓慢加入32份含嗜油菌微胶囊、6.875份铝矾土，边加入边以120rpm的速度搅拌30min，然后调整速度至75rpm并继续搅拌2h，此时水分已蒸发完毕，即得含微胶囊的絮凝剂。
测试结果：所得含微胶囊的絮凝剂颗粒大小均匀，在阴凉干燥条件下存放稳定，COD去除率为95.4％，絮凝效果很好；废水絮凝后48h不再处理，COD去除率为91.7％，效应不够持久；对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为94.8％、94.3％(作为对比，无光条件下对氯仿、甲苯的30min的光催化降解率分别为63.2％、62.6％，120min的光催化降解率分别为95.0％、94.5％)，光催化效应明显。
综上，本发明的含微胶囊的絮凝剂采用环保原料，其中有含嗜油菌的微胶囊，不同于传统微生物絮凝剂多以其分泌物或代谢产物为主要成分，本发明的含微胶囊的絮凝剂具有嗜油菌活体，在其使用时才发挥分解代谢的作用，并能持续产生有利于絮凝等功效的分泌物或代谢产物；再复配以多种低成本有机、无机成分，大大降低了微生物絮凝剂的成本，提高了其产量。
本发明的含微胶囊的絮凝剂，通过多种成分的复配达到了高效迅速的絮凝效果，特别是具有突出的分解去除废水中有机物的性能。模拟废水对于嗜油菌活体来说是优良的生长环境，菌体不会大量死亡，反而会有所繁殖，这从实施例1效应持久无二次污染可以看出来，如果是已死亡的菌体则不会持续产生分泌物或代谢产物来保证COD的去除，并且菌体死亡会带来COD值重新增长的问题。本发明使用休眠体，保证其在储存过程中的活性，否则菌体在微胶囊内缺水的环境下无法生存，会直接死亡，而休眠体可以抵御保存过程中的恶劣外环境其制备过程中先将聚氧化乙烯、氧化淀粉、木质素磺酸盐溶于去离子水，这样可以使各成分充分地分散融合；再将含嗜油菌微胶囊和铝矾土加入其中，这样可以使含嗜油菌微胶囊被聚氧化乙烯、氧化淀粉、木质素磺酸盐的混合物包覆，且这层包覆膜的内外还遍布了细小的铝矾土颗粒。这种结构能够保证含嗜油菌微胶囊在使用前不会提早释放而失效，并且能够在使用时稳步地释放各有效成分，即先利用外层的包覆膜的溶解扩散实现废水中固体杂质的絮凝，给微胶囊的释放提供开口和条件，再利用微胶囊中嗜油菌对有机物的分解和代谢能力实现对有机物的絮凝和去除，多种成分逐级发挥絮凝、吸附、分解效果，这一机理也说明各成分之间发生了协同增效的作用。实验的数据支持了这一点，这几种成分不论减少哪一个或几个的含量，都会使絮凝剂的效果大打折扣，废水中有机物的分解率大大降低。另外，菌体死亡后向絮凝剂中释放类似其分泌物或代谢产物为主要成分，也会强化净水效果。
本发明的含微胶囊的絮凝剂，其中添加了一定量的铝矾土，该成分不仅使得絮凝剂的絮凝、吸附效果进一步提高，还令人意外地具有光催化增效的性能，即絮凝剂在使用时，如遇适度紫外线照射，将会大大提高其对废水中有害有机物的降解速度和降解率，特别是分解速度要比无光或弱光情况下快3～5倍，这应该是铝矾土中除氧化铝之外的其他成分如ZnO、TiO2、SiO2及某些稀土贵金属的作用，它们都具有很好的光催化性能，在与絮凝剂中其他成分的复配中强化了光催化效果。本发明的含微胶囊的絮凝剂，对污水中的灰尘、染料、重金属、溶解油及其它溶解性有机物等的絮凝、吸附、分解性能均很好，作用相对迅速，效果持久，使用后即便长时间不处理，水质也不会恶化，不产生二次污染。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种含微胶囊的絮凝剂，其特征在于：包括如下重量份数的原料，含嗜油菌微胶囊28～42份、聚氧化乙烯6～10.5份、铝矾土5～8.75份、氧化淀粉2～3.5份、木质素磺酸盐3～4.5份。
2.根据权利要求1所述的含微胶囊的絮凝剂，其特征在于：所述含嗜油菌微胶囊为由包括食烷菌、海洋螺菌、假单胞菌、杆状解环菌一种或几种的菌体制备而得。
3.根据权利要求1或2所述的含微胶囊的絮凝剂，其特征在于：所述木质素磺酸盐包括木质素磺酸钠、木质素磺酸钙中的一种或几种；所述聚氧化乙烯的分子量范围为2×106～3×106；所述铝矾土粒径范围为10～35μm，平均粒径为18μm；所述氧化淀粉为低粘度氧化淀粉，其粒径范围为12～45μm，平均粒径为25μm。
4.根据权利要求1或2所述的含微胶囊的絮凝剂，其特征在于：所述含嗜油菌微胶囊的制备方法为，
制备囊芯溶液；制备囊壁溶液；
将所述囊壁溶液缓慢加入到所述囊芯溶液中，以1800～2040rpm搅拌5min得到壁材芯材分散混合液；
将二甲基硅油加热至50℃，加入所述壁材芯材分散混合液、蔗糖脂肪酸酯，迅速搅拌使溶液快速降温，再降速搅拌，过滤后烘干，即得微胶囊。
5.根据权利要求4所述的含微胶囊的絮凝剂，其特征在于：所述迅速搅拌使溶液快速降温为以300～360rpm的速度持续搅拌使溶液在30min内逐步冷却至室温；所述降速搅拌其为在100～120rpm下搅拌10min。
6.根据权利要求4所述的含微胶囊的絮凝剂，其特征在于：
所述制备囊芯溶液，具体为以质量份数计，在容器中加入18～24份去离子水、2.5～3.5份丙三醇，并加热至35℃，再将4～5.5份耐热嗜油菌的休眠体加入到其中并搅拌均匀，得到囊芯溶液；
所述制备囊壁溶液，其为将8.5～11份硬化油脂加热至50℃，待其完全溶解后得到囊壁溶液；
所述烘干其为在低于35℃条件下烘干10～24h。
7.根据权利要求4所述的含微胶囊的絮凝剂，其特征在于：所述的耐热嗜油菌包括食烷菌、海洋螺菌、假单胞菌、杆状解环菌一种或几种；
其中，以质量分数计，假单胞菌、食烷菌含量均为2.5～3.5份，杆状解环菌、海洋螺菌均为1.5～2份。
8.根据权利要求4所述的含微胶囊的絮凝剂，其特征在于：所述的硬化油脂的熔点为42℃。
9.根据权利要求4所述的含微胶囊的絮凝剂，其特征在于：以质量份数计，所述二甲基硅油为700～1000份，所述蔗糖脂肪酸酯为1～1.5份。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的含微胶囊的絮凝剂的制备方法，其特征在于：包括，
将6～10.5份聚氧化乙烯、2～3.5份氧化淀粉、3～4.5份木质素磺酸盐缓慢加入到140～165份去离子水中，边加入边以320～340rpm的速度搅拌15～25min，并加热至35℃，待其完全溶解后向其中缓慢加入28～42份含嗜油菌微胶囊、5～8.75份铝矾土，边加入边以105～135rpm的速度搅拌28～32min，然后调整速度至60～90rpm并继续搅拌2h，此时水分已蒸发完毕，即得含微胶囊的絮凝剂。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2020
- 2020-04-08 CN CN202010267792.4A patent/CN111422995B/zh active Active
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