一种可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备和应用的制作方法

本发明涉及水污染菌剂处理，具体为一种可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备和应用。

背景技术：

1、传统微生物水体修复治理技术处理污染水体，存在菌株存活率较低、净化不完全等缺陷，解决微生物如何高效净化水体氮污染的问题，是当前污水处理需要面临的一个难题。

2、本司为了解决上述问题，自主研发了种可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备和应用，筛选多株高效脱氮菌组合成高效脱氮复合菌群，并通过生物炭固定化技术制备微生物菌剂，分析固定化微生物菌剂的脱氮效果，为水体氮污染生物修复提供一个有效的途径，为促进水资源可持续发展提供技术支撑，并且希望通过不断地研究和改进，使生物炭固定化微生物技术成为一项高效而实用的水体脱氮处理技术。此外，在微生物菌液与生物炭粉末混合过程中，现有的常规搅拌设备会导致生物炭粉末四下飞散，影响企业员工的呼吸道健康和生产环境，生物炭粉末对人体粘膜造成刺激，容易提高哮喘发生率或是鼻子过敏，还会造成生物炭粉末的损失，生物炭粉末不溶于水，且容易结成团，包裹在内部的生物炭粉末无法与微生物菌液混合均匀。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对以上问题，提供一种可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备和应用，筛选多株高效脱氮菌组合成高效脱氮复合菌群，并通过生物炭固定化技术制备微生物菌剂，分析固定化微生物菌剂的脱氮效果，为水体氮污染生物修复提供一个有效的途径，为促进水资源可持续发展提供技术支撑，采用生物炭固定化微生物，较单独微生物修复去除率提高20.78％-29.70％，微生物菌剂采用生物炭固定化，生物炭可以为降解菌提供的独立微环境，能屏蔽外界不利因素对降解菌的直接侵害，可以延长微生物效果，达到5-12天。

2、为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备，其特征在于，包括以下制备步骤：

3、步骤a：将芦苇、荻秸秆物料限氧热解操作，获得生物炭后进行粉碎操作，过20目筛，制得生物炭粉末待用；

4、步骤b：将混合微生物菌液与生物炭粉末送入气浮式匀料装置内混合均匀，制得混合物在摇床上进行培养，制得培养物；

5、步骤c：将培养物进行离心分离操作，离心分离操作转速控制为1000r/min，离心时间控制为5min，排出上清液，固体物质在20℃室内晾干，制得菌剂。

6、进一步的，步骤a中，限氧热解操作温度控制为300-500℃，时间控制为60-120℃。

7、进一步的，步骤b中，混合微生物菌液与生物炭粉末的添加比例控制为100ml：50-100g，混合微生物菌液包括光合细菌、反硝化细菌、硝化细菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌。

8、进一步的，步骤b中，摇床培养温度控制为28-30℃，培养时间控制为24-36h。

9、一种用于可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备中的应用，将制得的菌剂添加入受污染水体中，将水体中的cod和tn进行去除，添加量控制为10-40g/m3。

10、一种用于可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备中的气浮式匀料装置，气浮式匀料装置包括料斗，料斗内部设置挡板和导料筒，挡板一端连接电动推杆伸缩轴端，料斗下端与活动管之间设置第二轴承，活动管内设置的风管连接风机出风口，活动管穿过上支撑板伸入匀料筒内的一端通过紧固螺钉连接下套盖，下套盖外壁上螺纹连接多个匀料杆，下套盖底面设置搅料板。

11、进一步的，活动管与外套筒之间设置第三轴承和端盖，风管下部设置的第三通孔与活动管下部的第二通孔相对设置，外套筒内设置不锈钢丝网和挡套，且挡套贴合设置于第二通孔位置处，当挡套上的开口与第二通孔连通时，从第三通孔位置处吹出的气流从不锈钢丝网以及第一通孔位置处向外喷出。

12、进一步的，活动管上设置的从动皮带轮通过皮带与转轴上的主动皮带轮传动连接，转轴下端设置于安装座内，转轴上端与电机输出轴端连接，转轴与支撑架之间设置第一轴承。

13、进一步的，上支撑板上设置观察管，观察管顶部设置透明盖，匀料筒侧壁上设置进液管，进液管上设置控制阀门和温度传感器，匀料筒底部设置出料管和电磁阀。

14、本发明的有益效果：本发明提供了一种可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备和应用，筛选多株高效脱氮菌组合成高效脱氮复合菌群，并通过生物炭固定化技术制备微生物菌剂，分析固定化微生物菌剂的脱氮效果，为水体氮污染生物修复提供一个有效的途径，为促进水资源可持续发展提供技术支撑，采用生物炭固定化微生物，较单独微生物修复去除率提高20.78％-29.70％，微生物菌剂采用生物炭固定化，生物炭可以为降解菌提供的独立微环境，能屏蔽外界不利因素对降解菌的直接侵害，可以延长微生物效果，达到5-12天。

15、本发明筛选多株高效脱氮菌组合成高效脱氮复合菌群，使水体脱氮更加彻底，采用生物炭固定化微生物极大地提高了微生物菌剂的净化效率，本发明所采用的的生物炭根据粒径不同发挥其不同作用，颗粒较大的生物炭颗粒，沉降值淤泥表面，抑制底泥释放，改善底泥菌群结构，颗粒较小的生物炭颗粒，可以再水体中悬浮较长时间，向水中释放微生物，采用生物炭固定化微生物，还能促进污染物由污染介质向生物炭载体迁移，使生物炭同时富集降解菌和污染物，增加了微生物和污染物的接触。

技术特征：

1.一种可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备，其特征在于，包括以下制备步骤：

2.根据权利要求1所述的一种可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备，其特征在于，所述步骤a中，限氧热解操作温度控制为300-500℃，时间控制为60-120℃。

3.根据权利要求1所述的一种可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备，其特征在于，所述步骤b中，混合微生物菌液与生物炭粉末的添加比例控制为100ml：50-100g，混合微生物菌液包括光合细菌、反硝化细菌、硝化细菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌。

4.根据权利要求1所述的一种可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备，其特征在于，所述步骤b中，摇床培养温度控制为28-30℃，培养时间控制为24-36h。

5.一种用于权利要求1-4中任意一项所述可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备中的应用，其特征在于，将制得的菌剂添加入受污染水体中，将水体中的cod和tn进行去除，添加量控制为10-40g/m3。

6.一种用于权利要求1所述可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备中的气浮式匀料装置，其特征在于，气浮式匀料装置包括料斗(4)，料斗(4)内部设置挡板(5)和导料筒(7)，挡板(5)一端连接电动推杆(6)伸缩轴端，料斗(4)下端与活动管(37)之间设置第二轴承(8)，活动管(37)内设置的风管(36)连接风机(1)出风口，活动管(37)穿过上支撑板(38)伸入匀料筒(21)内的一端通过紧固螺钉(31)连接下套盖(30)，下套盖(30)外壁上螺纹连接多个匀料杆(29)，下套盖(30)底面设置搅料板(34)。

7.根据权利要求6所述的气浮式匀料装置，其特征在于，所述活动管(37)与外套筒(24)之间设置第三轴承(23)和端盖(22)，风管(36)下部设置的第三通孔(35)与活动管(37)下部的第二通孔(28)相对设置，外套筒(24)内设置不锈钢丝网(25)和挡套(27)，且挡套(27)贴合设置于第二通孔(28)位置处，当挡套(27)上的开口与第二通孔(28)连通时，从第三通孔(35)位置处吹出的气流从不锈钢丝网(25)以及第一通孔(26)位置处向外喷出。

8.根据权利要求7所述的气浮式匀料装置，其特征在于，所述活动管(37)上设置的从动皮带轮(13)通过皮带(9)与转轴(10)上的主动皮带轮(11)传动连接，转轴(10)下端设置于安装座(12)内，转轴(10)上端与电机(3)输出轴端连接，转轴(10)与支撑架(17)之间设置第一轴承(2)。

9.根据权利要求8所述的气浮式匀料装置，其特征在于，所述上支撑板(38)上设置观察管(15)，观察管(15)顶部设置透明盖(16)，匀料筒(21)侧壁上设置进液管(20)，进液管(20)上设置控制阀门(19)和温度传感器(18)，匀料筒(21)底部设置出料管(33)和电磁阀(32)。

技术总结
本发明公布了一种可处理水体氮污染的生物炭固定化菌剂的制备和应用，涉及水污染菌剂处理技术领域，包括以下步骤，将芦苇、荻秸秆物料限氧热解操作，获得生物炭后进行粉碎操作，过20目筛，制得生物炭粉末；将混合微生物菌液与生物炭粉末送入气浮式匀料装置内混合均匀，制得混合物在摇床上进行培养，将培养物进行离心分离操作，离心分离操作转速控制为1000r/min，离心时间控制为5min，排出上清液，固体物质在20℃室内晾干，制得菌剂。本发明筛选多株高效脱氮菌组合成高效脱氮复合菌群，并通过生物炭固定化技术制备微生物菌剂，分析固定化微生物菌剂的脱氮效果，为水体氮污染生物修复提供一个有效的途径，为促进水资源可持续发展提供技术支撑。

技术研发人员：方迎春,刘军武,袁浩凌,刘鹏举,王卫
受保护的技术使用者：湖南凯迪工程科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13