[發明專利]基于微膠囊和地聚合物的生態填料

有效

• 申請號: 202111428059.7
• 申請日: 2021-11-29
• 公開（公告）號: CN114349157B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 閆志強;高南;彭琦;陳燕舞;黃蕭蕭;路風輝;林雯雯;張浥琨;劉鋒;吳鹿鳴;何浩天;石汶杰
• 申請（專利權）人: 順德職業技術學院
• 主分類號: C02F3/10
• 分類號: C02F3/10;C02F101/10;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 佛山市科順專利事務所 44250
• 代理人: 李成駿

本發明涉及一種基于微膠囊和地聚合物的生態填料，包括生物微膠囊和地聚合物多孔材料，所述生物微膠囊均勻地負載于地聚合物多孔材料中；其步驟包括步驟一，生物微膠囊的制備；步驟二，地聚合物多孔材料的制備；步驟三，生物微膠囊地聚合物的生態填料的制備；其優點是克服了現有技術的缺陷，不容易堵塞，微生物在惡劣的環境下可以長期存活，作用時間長，高效持久，有效的降低水體中的COD、總磷量及氨氮濃度，長期對水體生態恢復具有積極作用，且凈化效率高，與水體的接觸面積大。

技術領域

本發明涉及一種基于微膠囊和地聚合物的生態填料。

背景技術

20世紀70年代，法國材料學家Joseph?Davidovits提出了地聚合物(Geopolymer)的概念，地聚合物是由硅鋁原料通過礦物縮聚而生成的一種具有無定形三維網絡狀結構的無機膠凝材料。與傳統材料相比，地聚合物具有高強度、高韌性、耐腐蝕、耐火、固封重金屬等優異性能，使其廣泛應用于建筑材料、固封核廢料、廢棄物處理和航空航天材料等領域。同時，地聚合物的生產能耗和“三廢”排放量極低，是一種環境友好型材料，具有極大的發展前景。然而，目前地聚合物在水污染生態修復領域還很少見，缺少與生態環保材料的結合研究。

微生物菌劑，如EM菌、枯草芽孢桿菌、復合菌等，具有促進植物生長、抵抗病害和環境脅迫、改善土壤微生態及提高土壤肥力等功效，是非常有應用前景的農用綠色生物制劑(需確定)。專利CN1736901A提出了一種處理含氨氮廢水的方法，采用了微生物菌株，如氨氧化細菌、亞硝酸氧化細菌等，有效使水處理系統保持較高的生物活性，進而確保系統具有優異的氨氮處理效率。但是，需要嚴格控制系統的進水量、進水水質、溶解氧濃度和pH值等因素，各條件對微生物活性影響較大。因此，微生物菌劑在應用過程中會存在的菌體穩定性低、活菌數不高、持效性差等問題。微生物微膠囊化技術，即生物微膠囊，將菌體包埋或封裝到微膠囊中，實現對功能菌株的保護，能有效提高菌體的存活性、穩定性和緩釋性。

微生物固定化技術是將特選的微生物固定在選證的載體上，使其高度密集并保持生物活性，在適宜條件下能夠快速，大量增殖的生物技術。這種技術應用于廢水處理，有利于提高生物反應器內微生物的濃度。專利(CN201910365072.9)發明了一種多孔性的水生植物生長床，該材料利用地聚合物多孔性和微生物固定化技術形成了水生植物種植床。然而目前微生物固定化技術與多孔性材料的結合制作的污水凈化填料存在以下不足：1.目前微生物固定化技術常常采用直接固定化法，在載體中容易造成孔隙堵塞，影響吸附效果。2.高污染的水體沖擊很容易造成微生物的死亡，活性下降影響處理效果。3.該包被方法在短期內容易降解，造成微生物作用時間短，影響作用效果。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種基于微膠囊和地聚合物的生態填料，針對目前該技術在修復污水水體遇到的困難和問題，本發明了一種基于地聚化合物和微膠囊技術的新型復合生態填料的制作方法，并應用于水生生態修復工程中，克服了現有技術的缺陷，不容易堵塞，微生物在惡劣的環境下可以長期存活，作用時間長，高效持久，有效的降低水體中的COD、總磷量及氨氮濃度，吸附水體中的金屬離子，長期對水體生態恢復具有積極作用。

為了達到上述目的，本發明是這樣實現的，其是一種基于微膠囊和地聚合物的生態填料，包括生物微膠囊和地聚合物多孔材料，所述生物微膠囊均勻地負載于地聚合物多孔材料中，所述生物微膠囊負載于地聚合物多孔材料的負載率是5％－60％；

基于微膠囊和地聚合物的生態填料的制備方法是：

步驟一，地聚合物多孔材料的制備；

(1)取50-70g粉煤灰、100-150g偏高嶺土、50-70g煤矸石和建筑廢料粉末及250-400g石塊混合均勻；

(2)取25-30g氫氧化鈉和15g硅酸鈉溶解于100ml水中，將此溶液倒入上述混合物中，攪拌均勻，放入模具中，常溫下養護，養護后粉煤灰－偏高嶺土基地聚合物漿體即已固化，形成地聚合物多孔材料；