[發明專利]一種污水處理用細菌生物膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110359796.X
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113663537B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 徐堅麟;付源;王俊滔
• 申請（專利權）人: 杭州楠大環保科技有限公司
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D71/78;C02F3/02;C02F3/12;C02F101/16
• 代理公司: 北京國翰知識產權代理事務所(普通合伙) 11696
• 代理人: 李笑磊

1.一種改性纖維素在制備污水處理用細菌生物膜中的應用，其特征在于，所述改性纖維素是以N-(2-環氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯對纖維素進行接枝改性制得的N-(2-環氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纖維素，改性纖維素的制備方法，包括：

1)將纖維素加入到8～10重量倍的氫氧化鈉/尿素混合溶液中，通入氮氣，30～35℃下攪拌1～2h得到堿化纖維素溶液；

2)將N-(2-環氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯加入到堿化纖維素溶液中，30～35℃下攪拌15～30min，然后升溫至60～65℃攪拌反應1～2.5h；

3)反應結束后冷卻至室溫，用1～2mol/L的鹽酸溶液調節pH至中性，用85～90％的乙醇溶液沉淀，過濾，洗滌，烘干，得到N-(2-環氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯改性纖維素；以N-(2-環氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯改性纖維素為原料制備得到多孔載體，具有豐富的微孔結構，比表面積高，為微生物吸附提供了合適的生長環境，有利于微生物的快速掛膜，N-(2-環氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纖維素的接枝率是14～20%。

2.一種污水處理用細菌生物膜，其特征在于，包括：

功能性微生物；

多孔載體，包括權利要求1中所述的改性纖維素、改性擬薄水鋁石粉、氨乙基乙醇胺；以及

成膜劑，包括海藻酸鈉、聚乙二醇；

所述改性擬薄水鋁石粉是鈦酸酯偶聯劑改性擬薄水鋁石，具體是將擬薄水鋁石粉與質量分數為4～8%的鈦酸酯偶聯劑溶液混合攪拌15～30min，然后過濾、干燥后得到的改性擬薄水鋁石粉。

3.根據權利要求2所述的污水處理用細菌生物膜，其特征在于，所述N-(2-環氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纖維素、改性擬薄水鋁石粉、氨乙基乙醇胺的重量比例為10:2～3:4～5。

4.根據權利要求3所述的污水處理用細菌生物膜，其特征在于，改性擬薄水鋁石粉、氨乙基乙醇胺的添加重量比為1:1.5～2。

5.權利要求2～4任一項所述的污水處理用細菌生物膜的制備方法，其特征在于，包括：

1)將改性擬薄水鋁石粉、氨乙基乙醇胺加入到足量質量分數為1～3％的氫氧化鉀溶液中，高速攪拌0.5～1h，加入N-(2-環氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纖維素，升溫至60～70℃浸漬1～2h，通入氮氣，然后升溫至200～230℃活化3～5h，冷卻至室溫，水洗、干燥得到多孔載體，將多孔載體分散于水中制得質量分數為40～60%的多孔載體溶液；

2)將同步硝化反硝化細菌進行培養后，離心收集菌體，并制備成菌濃度高于4×10⁹cfu/mL的菌懸液，將多孔載體溶液與菌懸液:混合均勻，35～40℃下真空濃縮至固含量≥75％，自然風干，得到固定化前體物質；

3)將海藻酸鈉、聚乙烯醇混合分散于10重量倍的去離子水中配置成混合溶液，得到包埋劑；

4)將包埋劑與固定化前體物質混合均勻后，待包埋劑在固定化前體物質表面呈半凝固狀態時，用注射器滴入到氯化鈣溶液中交聯16～24h，形成球形顆粒，然后用去離子水沖洗，得到污水處理用細菌生物膜。

6.權利要求2～4任一項所述的污水處理用細菌生物膜在生活污水處理中的應用，包括將權利要求2～4任一項所述的污水處理用細菌生物膜置于生物降解池中和/或與MBR組合運行。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，污水處理用細菌生物膜的填充率為10～30%。