[發明專利]生物炭-微生物復合材料的制備方法和處理尾礦廢水方法

在審

• 申請號: 202011492887.2
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112619615A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 曹俊雅;張文茜;佘琪;李強;羅昕;張立東;劉猛
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）;湖南山之青環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/20;B01J20/30;C02F9/14;C02F101/20;C02F103/06;C02F103/10
• 代理公司: 北京畢科銳森知識產權代理事務所(普通合伙) 11877
• 代理人: 王家毅

1.一種生物炭-微生物復合材料的制備方法，包括：

步驟(1)：對生物質進行熱解以獲得生物炭，所述生物炭具有多孔結構；

步驟(2)：制備黃藥功能降解菌群；

步驟(3)：將所述生物炭與黃藥功能降解菌群混合以獲得生物炭-微生物復合材料，

其中，所述步驟(2)包括以下步驟：

將污染源按體積比10％～30％接種于培養液中，維持溫度在15～37℃，控制溶解氧為3～7mg/L，按預定時間段檢測培養液中的黃藥去除率；在黃藥去除率達到80％以上后，不斷補充黃藥和誘導底物以使得培養液中的黃藥濃度達到300～500mg/L，誘導底物濃度達到120～240mg/L；繼續培養細菌直到黃藥去除率達到90％以上，從而獲得了誘導馴化完成的培養液；

將所述誘導馴化完成的培養液靜置，棄去30％～60％的上層清液，補充新鮮的培養液達到預計總體積，補充黃藥濃度達到900～1500mg/L，繼續培養細菌；此后在每次黃藥去除率達到90％以上時，棄去30％～60％的上層清液，不斷補充新鮮的培養液，連續培養5～10個周期，以構建黃藥功能降解菌群。

2.根據權利要求1所述的生物炭-微生物復合材料的制備方法，其中，

所述培養液包括：酵母浸膏0.2～5g/L；由葡萄糖、淀粉、乙醇、羥肟酸中的一種或幾種所構成的共基質為0.1～5g/L；氮源0.01～5g/L；磷源0.2～2g/L；CaCl₂0.001～1.02g/L；MgSO₄ 0.05～1.5g/L；FeSO₄ 0.03～0.2g/L；表面活性劑0.02～0.2g/L；黃藥50～300mg/L；誘導底物60～200mg/L，并且

所述培養液的pH值被調節至5～8。

3.根據權利要求2所述的生物炭-微生物復合材料的制備方法，其中，

所述氮源包括蛋白胨、尿素、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨中的一種或其任意組合；和/或

所述磷源包括磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、三聚磷酸鈉、三聚磷酸鉀中的一種或其任意組合；和/或

所述表面活性劑包括槐糖脂、海藻糖脂、或其組合；和/或

所述誘導底物包括乙硫氮、黑藥、松醇油中的一種或其任意組合；和/或

所述預定時間段為12小時、24小時、48小時或72小時。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的生物炭-微生物復合材料的制備方法，其中，

所述步驟(3)包括：

對所述生物炭進行滅菌；

將滅菌后的生物炭和黃藥功能降解菌群的菌液混合并振蕩，并加入海藻酸鈉、聚乙烯醇作為復合載體，再向其中加入3～6％氯化鈣硼酸飽和溶液、3～6％碳酸鈣硼酸飽和溶液、3～6％乳酸鈣硼酸飽和溶液中的一種或其任意組合以發生硬化反應，發生硬化后采用紗布包裹，得到所述生物炭-微生物復合材料。

5.根據權利要求4所述的生物炭-微生物復合材料的制備方法，其中，

將滅菌后的生物炭和黃藥功能降解菌群的菌液以0.5～3g：25mL的比例進行混合；和/或

將滅菌后的生物炭和黃藥功能降解菌群的菌液在20～30℃的溫度、120～240r/min的振蕩速度下培養12～36小時，其中活性黃藥功能降解菌的數量不低于1×10⁷cfu/mL；和/或

加入0.5～2g：25mL的海藻酸鈉(SA)和聚乙烯醇(PVA)。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的生物炭-微生物復合材料的制備方法，其中，

所述步驟(1)包括：

將所述生物質晾曬后洗滌至中性，進行干燥，再將干燥后的生物質破碎到50～100目；

將破碎后的生物質在300～700℃下于保護氣氛中熱解6～8小時；

向熱解后的生物質中加入酸性溶液或堿性溶液以去除熱解后的生物質中的灰分，并在室溫下振蕩10～12小時，然后離心分離；

使用去離子水反復清洗濾液，至濾液的pH值為7，然后在60～80℃下烘干6～18h。