CN111718065A - 一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法 - Google Patents
一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111718065A CN111718065A CN202010594058.9A CN202010594058A CN111718065A CN 111718065 A CN111718065 A CN 111718065A CN 202010594058 A CN202010594058 A CN 202010594058A CN 111718065 A CN111718065 A CN 111718065A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bacteria
- preparation
- material layer
- solution
- filter material
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 83
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 52
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 53
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 39
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 15
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 15
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 15
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 11
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical class OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 7
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 6
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 6
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 claims description 5
- 229910052613 tourmaline Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011032 tourmaline Substances 0.000 claims description 5
- 229940070527 tourmaline Drugs 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims description 4
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 claims description 3
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 3
- 229910052656 albite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 claims description 3
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 3
- 229910052900 illite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 3
- VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L nonaaluminum;magnesium;tripotassium;1,3-dioxido-2,4,5-trioxa-1,3-disilabicyclo[1.1.1]pentane;iron(2+);oxygen(2-);fluoride;hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[F-].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2 VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 3
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 3
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 10
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 10
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 9
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 9
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 abstract description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 abstract description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 abstract description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract description 2
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 229940031182 nanoparticles iron oxide Drugs 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 230000005476 size effect Effects 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- UDJMEHOEDIAPCK-UHFFFAOYSA-N sodium iron(2+) oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Fe+2].[Na+] UDJMEHOEDIAPCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K63/00—Receptacles for live fish, e.g. aquaria; Terraria
- A01K63/04—Arrangements for treating water specially adapted to receptacles for live fish
- A01K63/045—Filters for aquaria
-
- 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
- C02F3/28—Anaerobic digestion processes
- C02F3/2806—Anaerobic processes using solid supports for microorganisms
-
- 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
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
Abstract
本发明公开了水族箱水处理细菌屋材料制备技术领域的一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法，细菌屋滤材包括远红外过滤材料层、反硝化生物活性填料和光合细菌载体材料层，制备完成后将远红外过滤材料层、反硝化生物活性填料和光合细菌载体材料层热压组装在一起制成细菌屋滤材，这样细菌屋滤材能够成为优异的微生物载体，固定化微生物，提高其微生物降解活性，氧化铁具有促进微生物生长和提高其酶活的能力，能够进一步促进其对污染物的降解，同时生物炭材料对污染物具有良好的吸附性和催化降解能力，二者结合显著提高微生物对污水的处理效果，充分发挥生物炭材料对有机物的降解和脱氮除磷的能力。
Description
技术领域
本发明涉及水族箱水处理细菌屋材料制备技术领域，具体为一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法。
背景技术
目前市场上用于水族过滤的材料，大部分都是玻璃陶瓷环，这种陶瓷环以优质天然二氧化硅为原料，采用陶瓷生产的特殊工艺，高温焙烧，制作的具有强大的比表面积和超多孔隙的一种陶瓷环，虽然陶瓷环由于截污能力极强，但是对水体中有害细菌吸除不具有选择性，长期以来，由于外来污染和水产动物养殖的自身污染物的累积，使得水体质量越来越差，导致水产病害日益严重，另外，水族箱内水体长时间使用后会产生高硝酸盐，会引发水体富营养化的问题，通常采用载体材料以提高微生物活性、水质净化效率和延长细菌使用时间，但是这些载体材料水溶性大、稳定性差、机械强度不佳，使得固定化微生物处理污水的实际应用受到限制，为此，我们提出一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法，细菌屋滤材包括远红外过滤材料层、反硝化生物活性填料和光合细菌载体材料层，且细菌屋材料制备的具体步骤为：
步骤一：远红外过滤材料层制备的原料包括黑电气石10份，硅澡土10份，镁质粘土30份，钠长石粉15份，石英粉5份，有机发泡颗粒10份，且远红外过滤材料层制备的具体步骤为：
(1)将原料按照比例调配好，并将其混合，挤出成型并完成干燥，
(2)从室温均匀升温到1200℃，并在1200℃时保温1小时；
(3)均匀降温至1000℃，并在1000℃时保温1小时；
(6)再从1000℃均匀升温到1400℃，在1400℃时保温2小时；
(8)再逐渐降温至室温，均匀降温时间为4小时，得到干燥的远红外过滤材料层；
步骤二：反硝化生物活性填料的制备方法：
（1）反硝化液载体网的制备：以聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、ABS树脂高分子材料为主，添加质量分数为6-12%的亲水材料聚乙烯醇，通过热熔的方式制成反硝化液载体网；
（2）将富集培养反硝化细菌后得到的反硝化细菌悬液离心浓缩，得到细菌浓度为108-109个/mL的反硝化细菌浓缩液，另外向聚乙烯醇中添加活性炭粉末，在90℃条件下用玻璃棒进行搅拌直至溶解，溶解后将其冷却至30℃，将反硝化细菌离心浓缩液和聚乙烯醇溶液混合制得反硝化包埋液，其中，聚乙烯醇质量浓度为80-100g/L，活性炭粉末质量浓度为10-20g/L，将上述包埋液均匀涂布在上述步骤中制得的反硝化液载体网上，并将其放入饱和硼酸溶液中3h后，调节硼酸溶液的pH到8-10，处于偏碱性，根据聚乙烯醇和硼酸二次交联方法交联12-24h，然后将载体网取出，洗净表面残留物质，得到反硝化生物活性填料；
步骤三：光合细菌载体材料层的制备方法：首先通过化学共沉淀法制备磁性纳米氧化铁材料，然后完成生物炭材料的制作，最后将磁性氧化铁纳米材料与生物炭结合，进行光合细菌的活化和扩大培养，通过自组装的方法将纳米氧化铁粒子负载镶嵌于生物炭材料表面形成磁性生物炭光合细菌载体材料层；
步骤四：将远红外过滤材料层、反硝化生物活性填料和光合细菌载体材料层热压组装在一起制成细菌屋滤材。
镁质粘土的主要成分是氧化硅、氧化镁、和水，其氧化镁含量一般达到20％，氧化硅比氧化镁重量比一般为2.5-3.0，镁质粘土中主要矿物是滑石和游离石英，少量方解石，还含有少量的海泡石、伊利石、绿泥石、富镁蒙脱石等粘土矿物以及磁铁矿、太铁矿等。镁质粘土比重为2.41-2.27，可塑性指数17-24％，耐火度大于1500度，含有少量方解石的镁质粘土耐火度普遍降低，将其干燥收缩7-10％，烧后呈白色或略带灰色。
步骤三中生物炭材料的制备方法：将作物秸秆破碎成长度0.1-0.5cm的碎块，将其洗涤并将洗涤后的秸秆烘干，将干燥的秸秆置于容器中并放入马弗炉中于400-600℃缺氧热解60-100min，热解升温速率设定为15-20℃/min，马弗炉输出功率百分比为80%，待马弗炉冷却至室温后将物料取出，然后用蒸馏水浸泡去除杂质并离心，离心转速设定在4000-5000rpm，时间为4-9min，对蒸馏水清洗后的材料进行烘干和过筛，即可获得生物炭材料。
步骤三中磁性氧化铁纳米材料的制备方法：按照Fe+3和Fe+2摩尔比2:3的比例条件将其投料到盐酸溶液中，在溶液中导入氮气，在氮气搅拌条件下，将12.5%的OH-水溶液快速加入至铁盐溶液中，室温反应后制得黑色的磁性Fe3O4纳米颗粒，将磁性Fe3O4纳米颗粒进行磁分离洗涤去除未反应的物质，将制得的Fe3O4纳米颗粒分散于去离子水中，将溶液干燥制成磁性氧化铁纳米材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明远红外过滤材料层中的电气石产生远红外线，有利于杀菌和保持水体的稳定性，能有效地辐射出微量远红外线以杀死水中的有害病菌，为生物提供健康的生存环境，增强了水体的溶解力和渗透力，降低水的氧化还原反应，使水质呈弱碱性，使普通水变成活性水，从而使水的渗透力、扩散力、溶解力和代谢力增强，有效抑制藻类生物的过度繁殖和生长，对有形杂质有良好的吸附功能，以此达到清洁水质，稳定水体pH值，软化水质的效果，是生物过滤的最佳选择；
2.发明中的反硝化生物活性填料能在水族箱内维持较高的反硝化细菌浓度，脱氮效率高，采用网状结构，避免杂菌的生长，在水中呈悬浮状态，增大了水的接触面积，提高脱硝效率，提高水处理净化效果；
3.发明磁性氧化铁纳米颗粒具有小尺寸效应、比表面较大、量子尺寸效应和超顺磁性等特性，具有超强的吸附能力，通过自组装的方法将纳米氧化铁粒子负载镶嵌于生物炭材料表面形成磁性生物炭光合细菌载体材料层，这样磁性氧化铁纳米颗粒与多孔的生物炭材料结合，能够成为优异的微生物载体，固定化微生物，提高其微生物降解活性，氧化铁具有促进微生物生长和提高其酶活的能力，能够进一步促进其对污染物的降解，同时生物炭材料对污染物具有良好的吸附性和催化降解能力，二者结合显著提高微生物对污水的处理效果，充分发挥生物炭材料对有机物的降解和脱氮除磷的能力。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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
一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法，细菌屋滤材包括远红外过滤材料层、反硝化生物活性填料和光合细菌载体材料层，且细菌屋材料制备的具体步骤为：
步骤一：远红外过滤材料层制备的原料包括黑电气石10份，硅澡土10份，镁质粘土30份，钠长石粉15份，石英粉5份，有机发泡颗粒10份，且远红外过滤材料层制备的具体步骤为：
(1)将原料按照比例调配好，并将其混合，挤出成型并完成干燥，
(2)从室温均匀升温到1200℃，并在1200℃时保温1小时；
(3)均匀降温至1000℃，并在1000℃时保温1小时；
(6)再从1000℃均匀升温到1400℃，在1400℃时保温2小时；
(8)再逐渐降温至室温，均匀降温时间为4小时，得到干燥的远红外过滤材料层；
步骤二：反硝化生物活性填料的制备方法：
（1）反硝化液载体网的制备：以聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、ABS树脂高分子材料为主，添加质量分数为6-12%的亲水材料聚乙烯醇，通过热熔的方式制成反硝化液载体网；
（2）将富集培养反硝化细菌后得到的反硝化细菌悬液离心浓缩，得到细菌浓度为108-109个/mL的反硝化细菌浓缩液，另外向聚乙烯醇中添加活性炭粉末，在90℃条件下用玻璃棒进行搅拌直至溶解，溶解后将其冷却至30℃，将反硝化细菌离心浓缩液和聚乙烯醇溶液混合制得反硝化包埋液，其中，聚乙烯醇质量浓度为80-100g/L，活性炭粉末质量浓度为10-20g/L，将上述包埋液均匀涂布在上述步骤中制得的反硝化液载体网上，并将其放入饱和硼酸溶液中3h后，调节硼酸溶液的pH到8-10，处于偏碱性，根据聚乙烯醇和硼酸二次交联方法交联12-24h，然后将载体网取出，洗净表面残留物质，得到反硝化生物活性填料；
步骤三：光合细菌载体材料层的制备方法：首先通过化学共沉淀法制备磁性纳米氧化铁材料，然后完成生物炭材料的制作，最后将磁性氧化铁纳米材料与生物炭结合，进行光合细菌的活化和扩大培养，通过自组装的方法将纳米氧化铁粒子负载镶嵌于生物炭材料表面形成磁性生物炭光合细菌载体材料层；
步骤四：将远红外过滤材料层、反硝化生物活性填料和光合细菌载体材料层热压组装在一起制成细菌屋滤材。
镁质粘土的主要成分是氧化硅、氧化镁、和水，其氧化镁含量一般达到20％，氧化硅比氧化镁重量比一般为2.5-3.0，镁质粘土中主要矿物是滑石和游离石英，少量方解石，还含有少量的海泡石、伊利石、绿泥石、富镁蒙脱石等粘土矿物以及磁铁矿、太铁矿等。镁质粘土比重为2.41-2.27，可塑性指数17-24％，耐火度大于1500度，含有少量方解石的镁质粘土耐火度普遍降低，将其干燥收缩7-10％，烧后呈白色或略带灰色。
步骤三中生物炭材料的制备方法：将作物秸秆破碎成长度0.1-0.5cm的碎块，将其洗涤并将洗涤后的秸秆烘干，将干燥的秸秆置于容器中并放入马弗炉中于400-600℃缺氧热解60-100min，热解升温速率设定为15-20℃/min，马弗炉输出功率百分比为80%，待马弗炉冷却至室温后将物料取出，然后用蒸馏水浸泡去除杂质并离心，离心转速设定在4000-5000rpm，时间为4-9min，对蒸馏水清洗后的材料进行烘干和过筛，即可获得生物炭材料，生物炭材料对污染物具有良好的吸附性和催化降解能力，二者结合显著提高微生物对污水的处理效果，充分发挥生物炭材料对有机物的降解和脱氮除磷的能力。
步骤三中磁性氧化铁纳米材料的制备方法：按照Fe+3和Fe+2摩尔比2:3的比例条件将其投料到盐酸溶液中，在溶液中导入氮气，在氮气搅拌条件下，将12.5%的OH-水溶液快速加入至铁盐溶液中，室温反应后制得黑色的磁性Fe3O4纳米颗粒，将磁性Fe3O4纳米颗粒进行磁分离洗涤去除未反应的物质，将制得的Fe3O4纳米颗粒分散于去离子水中，将溶液干燥制成磁性氧化铁纳米材料，磁性氧化铁纳米颗粒具有小尺寸效应、比表面较大、量子尺寸效应和超顺磁性等特性，具有超强的吸附能力，通过自组装的方法将纳米氧化铁粒子负载镶嵌于生物炭材料表面形成磁性生物炭光合细菌载体材料层，这样磁性氧化铁纳米颗粒与多孔的生物炭材料结合，能够成为优异的微生物载体，固定化微生物，提高其微生物降解活性，氧化铁具有促进微生物生长和提高其酶活的能力，能够进一步促进其对污染物的降解。
本发明远红外过滤材料层中的电气石产生远红外线，有利于杀菌和保持水体的稳定性，能有效地辐射出微量远红外线以杀死水中的有害病菌，为生物提供健康的生存环境，增强了水体的溶解力和渗透力，降低水的氧化还原反应，使水质呈弱碱性，使普通水变成活性水，从而使水的渗透力、扩散力、溶解力和代谢力增强，反硝化生物活性填料能在水族箱内维持较高的反硝化细菌浓度，脱氮效率高，采用网状结构，避免杂菌的生长，通过自组装的方法将纳米氧化铁粒子负载镶嵌于生物炭材料表面形成磁性生物炭光合细菌载体材料层，这样磁性氧化铁纳米颗粒与多孔的生物炭材料结合，能够成为优异的微生物载体，固定化微生物，提高其微生物降解活性，氧化铁具有促进微生物生长和提高其酶活的能力，能够进一步促进其对污染物的降解，同时生物炭材料对污染物具有良好的吸附性和催化降解能力，二者结合显著提高微生物对污水的处理效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法，其特征在于：细菌屋滤材包括远红外过滤材料层、反硝化生物活性填料和光合细菌载体材料层，且细菌屋材料制备的具体步骤为：
步骤一：远红外过滤材料层制备的原料包括黑电气石10份，硅澡土10份，镁质粘土30份，钠长石粉15份，石英粉5份，有机发泡颗粒10份，且远红外过滤材料层制备的具体步骤为：
(1)将原料按照比例调配好，并将其混合，挤出成型并完成干燥，
(2)从室温均匀升温到1200℃，并在1200℃时保温1小时；
(3)均匀降温至1000℃，并在1000℃时保温1小时；
(6)再从1000℃均匀升温到1400℃，在1400℃时保温2小时；
(8)再逐渐降温至室温，均匀降温时间为4小时，得到干燥的远红外过滤材料层；
步骤二：反硝化生物活性填料的制备方法：
(1)反硝化液载体网的制备：以聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、ABS树脂高分子材料为主，添加质量分数为6-12％的亲水材料聚乙烯醇，通过热熔的方式制成反硝化液载体网；
(2)将富集培养反硝化细菌后得到的反硝化细菌悬液离心浓缩，得到细菌浓度为108-109个/mL的反硝化细菌浓缩液，另外向聚乙烯醇中添加活性炭粉末，在90℃条件下用玻璃棒进行搅拌直至溶解，溶解后将其冷却至30℃，将反硝化细菌离心浓缩液和聚乙烯醇溶液混合制得反硝化包埋液，其中，聚乙烯醇质量浓度为80-100g/L，活性炭粉末质量浓度为10-20g/L，将上述包埋液均匀涂布在上述步骤中制得的反硝化液载体网上，并将其放入饱和硼酸溶液中3h后，调节硼酸溶液的pH到8-10，处于偏碱性，根据聚乙烯醇和硼酸二次交联方法交联12-24h，然后将载体网取出，洗净表面残留物质，得到反硝化生物活性填料；
步骤三：光合细菌载体材料层的制备方法：首先通过化学共沉淀法制备磁性纳米氧化铁材料，然后完成生物炭材料的制作，最后将磁性氧化铁纳米材料与生物炭结合，进行光合细菌的活化和扩大培养，通过自组装的方法将纳米氧化铁粒子负载镶嵌于生物炭材料表面形成磁性生物炭光合细菌载体材料层；
步骤四：将远红外过滤材料层、反硝化生物活性填料和光合细菌载体材料层热压组装在一起制成细菌屋滤材。
2.根据权利要求1所述的一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法，其特征在于：镁质粘土的主要成分是氧化硅、氧化镁、和水，其氧化镁含量一般达到20％，氧化硅比氧化镁重量比一般为2.5-3.0，镁质粘土中主要矿物是滑石和游离石英，少量方解石，还含有少量的海泡石、伊利石、绿泥石、富镁蒙脱石等粘土矿物以及磁铁矿、太铁矿等。镁质粘土比重为2.41-2.27，可塑性指数17-24％，耐火度大于1500度，含有少量方解石的镁质粘土耐火度普遍降低，将其干燥收缩7-10％，烧后呈白色或略带灰色。
3.根据权利要求1所述的一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法，其特征在于：步骤三中生物炭材料的制备方法：将作物秸秆破碎成长度0.1-0.5cm的碎块，将其洗涤并将洗涤后的秸秆烘干，将干燥的秸秆置于容器中并放入马弗炉中于400-600℃缺氧热解60-100min，热解升温速率设定为15-20℃/min，马弗炉输出功率百分比为80％，待马弗炉冷却至室温后将物料取出，然后用蒸馏水浸泡去除杂质并离心，离心转速设定在4000-5000rpm，时间为4-9min，对蒸馏水清洗后的材料进行烘干和过筛，即可获得生物炭材料；
4.根据权利要求1所述的一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法，其特征在于：步骤三中磁性氧化铁纳米材料的制备方法：按照Fe+3和Fe+2摩尔比2:3的比例条件将其投料到盐酸溶液中，在溶液中导入氮气，在氮气搅拌条件下，将12.5％的OH-水溶液快速加入至铁盐溶液中，室温反应后制得黑色的磁性Fe3O4纳米颗粒，将磁性Fe3O4纳米颗粒进行磁分离洗涤去除未反应的物质，将制得的Fe3O4纳米颗粒分散于去离子水中，将溶液干燥制成磁性氧化铁纳米材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010594058.9A CN111718065A (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010594058.9A CN111718065A (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111718065A true CN111718065A (zh) | 2020-09-29 |
Family
ID=72569115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010594058.9A Pending CN111718065A (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111718065A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112591888A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-04-02 | 南京神克隆环保科技有限公司 | 一种强化脱氮性能的mbbr填料及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103028378A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-04-10 | 刘建明 | 具有远红外线的高级水族用过滤材料及其制备方法 |
| CN103951050A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-30 | 北京工业大学 | 一种基于网状载体的反硝化细菌固定化直筒状生物活性填料制备及应用 |
| CN106115938A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-16 | 江苏省农业科学院 | 磁性生物炭负载光合细菌材料的制备方法及污水处理方法 |
| US20180016162A1 (en) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College | Magnetic Metal Oxide Biochar Composite Particles, and Their Use in Recovering Pollutants From Aqueous Solution |
| CN210214949U (zh) * | 2019-06-11 | 2020-03-31 | 昆山绿晶林环保科技有限公司 | 一种采用微生物反应器净化黑脏臭河流的系统 |
-
2020
- 2020-06-28 CN CN202010594058.9A patent/CN111718065A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103028378A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-04-10 | 刘建明 | 具有远红外线的高级水族用过滤材料及其制备方法 |
| CN103951050A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-30 | 北京工业大学 | 一种基于网状载体的反硝化细菌固定化直筒状生物活性填料制备及应用 |
| US20180016162A1 (en) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College | Magnetic Metal Oxide Biochar Composite Particles, and Their Use in Recovering Pollutants From Aqueous Solution |
| CN106115938A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-16 | 江苏省农业科学院 | 磁性生物炭负载光合细菌材料的制备方法及污水处理方法 |
| CN210214949U (zh) * | 2019-06-11 | 2020-03-31 | 昆山绿晶林环保科技有限公司 | 一种采用微生物反应器净化黑脏臭河流的系统 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112591888A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-04-02 | 南京神克隆环保科技有限公司 | 一种强化脱氮性能的mbbr填料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104085979B (zh) | 一种生物滤池中净化养殖废水的纳米生物填料及其制备方法 | |
| CN109534513B (zh) | 生物炭强化的菌藻固定化制剂原位净化水产养殖废水方法 | |
| CN102965365B (zh) | 一种用于水质净化的微生物纳米球的制备方法 | |
| CN105582890B (zh) | 一种复合纳米生物质炭材料的制备方法及其应用 | |
| CN103861421A (zh) | 一种空气净化剂 | |
| CN109174026B (zh) | 一种复合型微藻生物吸附剂微球及其吸附废水中铬的方法 | |
| CN101875928A (zh) | 一种微生物制剂的包埋固定化方法 | |
| CN111333200B (zh) | 一种包埋固定化微生物颗粒、制备方法及污水处理方法 | |
| CN102745863A (zh) | 与臭氧氧化耦合的高效流态化上向流多层复合滤料生物滤池及其水处理方法 | |
| CN107473404B (zh) | 一种自成型块状碳载体固定微生物的净水剂及其制备方法 | |
| JP4853800B1 (ja) | 粉末イオン交換樹脂包含吸着体を濾過層とする水の浄化法。 | |
| CN105586332A (zh) | 一种利用多孔矿固定化微生物的方法 | |
| CN111944799A (zh) | 一种包埋脱氮硫杆菌的固定化颗粒的制备方法和应用 | |
| CN111718065A (zh) | 一种用于水族箱水处理的细菌屋专用材料制备方法 | |
| CN112875831B (zh) | 一种用于水产养殖的水质改良剂及其制备方法以及在水净化中的应用 | |
| CN105254032B (zh) | 一种复合纳米净化球的制备方法及其应用 | |
| CN1557728A (zh) | 负离子水净化·活化·抗菌抑菌组合物、其粒状产品及制法 | |
| CN114806959B (zh) | 一种微生物制剂及养殖水体净化方法 | |
| KR101170073B1 (ko) | 자연정화습지 조성방법 | |
| CN113105033A (zh) | 一种生物磁化的水产养殖滤材专用材料的制备方法 | |
| CN107512780B (zh) | 一种去除养殖污水中高浓度氨氮的菌碳净水剂及其制备方法 | |
| CN112391375A (zh) | 快速去除水体中硝酸盐的生物炭固定化反硝化菌的制备方法及应用 | |
| CN114133029B (zh) | 一种富菌多孔反硝化填料及其制备方法 | |
| KR102566734B1 (ko) | 수질 정화용 성형체의 제조방법 | |
| CN108773873A (zh) | 一种污水净化剂及其制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200929 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |