本发明涉及污水处理领域，具体涉及用于污水处理的微生物处理剂，尤其是涉及一种专用于微生物处理污水的缓释营养胶粒及制备方法。
背景技术：
随着人类社会化程度的不断提高和社会经济活动的日益频繁，环境污染问题也越来越严重，其中水体的污染尤为突出。日益加剧的水污染，对人类的生存安全构成了极大威胁，成为人类健康、经济、可持续发展的重大阻碍，污水处理已成为社会发展面临的当务之急。目前污水处理技术多种多样，其中技术是利用微生物在地球生态系统物质循环过程中作为分解者的角色，已成为当前污水处理的主导技术，其经济、合理、可持续的特点对改善水环境，修复水体具有重要的意义。
利用微生物处理污水实际就是通过微生物的新陈代谢活动,将污水中的有机物分解,从而达到净化污水的目的。其关键是微生物的活性和良性繁殖，与水体保持融洽的适应性。在长期的实践中，微生物净化水体主要的不足是微生物适应性差，对水体环境要求高，管理难度大，难以有效控制。因此，为了大面积推广微生物在水处理中应用，需要提高微生物对污染物的适应性和活性，增强微生物自繁殖能力。所以，为微生物提供必要的营养使有效增强生物活性的主要方法，也成为微生物污水处理技术发展的关键。
专利申请号201610986668.7公开了一种提高化工生产废水生化处理效果的缓释营养剂的制备方法，将去离子水加入反应设备加热至45-55℃，依次加入下列重量含量的组分：葡萄糖、乙酸钠、柠檬酸钠、乳酸钙、NH4Cl，K2HPO4·3H2O、MgSO4、FeSO4，Na2CO3、CuSO4、ZnSO4、MnSO4·H2O、CoSO4·7H2O、(NH4)6Mo7O24·4H2O、维生素C和维生素VH，快速搅拌均匀；再低速搅拌加入煅烧后的膨胀石墨，通过造粒机形成粒径为0.7~2.0mm直径的颗粒，采用多糖衍生物和聚丙烯酰胺的混合溶液对颗粒进行喷涂包膜，烘干后再对该颗粒与上述原料混合进行二次造粒、包膜获得直径为2.0~4.0mm的颗粒。此发明制备的生物营养剂保存、使用方便、安全，降解利用彻底，能显著提高生化单元微生物活性和处理效果，且有效利用率高。
专利申请号201710785703.3公开了一种用于土壤修复的，受控造孔联合表面碱化改性的生物炭基缓释营养基固定化菌剂制备方法，利用生物炭材料，通过对生物质材料干燥粉碎、热解和冷却、酸化和碱化步骤，再经生物炭内部孔道受控刻蚀步骤处理，确保制备的生物炭内孔道结构有利于微生物的生长、代谢，再将生物炭表面经氢氧化钾改性后，用缓释膜原溶液浸泡20~30min，晾干，形成缓释膜层，用于炭基固定化微生物菌剂的制备。此发明中生物炭具有良好的物理性状，微孔数量多，且多为微小介孔，孔道结构清晰，比表面积增大，通过缓慢释放，持续为微生物的降解过程提供营养元素，降低营养物质随着降水过程的流失，同时促进微生物有效挂膜，提高了污染物的微生物降解效率。
专利申请号201510111768.0公开了一种污水处理用微生物营养剂，该营养剂由按质量百分比的以下原料组成：土豆粉15~70％、蔗糖10~20％、纤维素5~40％、磷酸二氢钾0.5~2％、磷酸氢钠铵0.5~2％、硫酸铵0.5~3％、七水合硫酸镁0.5~2％、硝酸镁0.5~2％、氯化钙0.5~2％、硫酸亚铁0.5~4％、蛋白胨2~15％和油酸0.5~8％。该微生物营养剂由于主要组分为淀粉与纤维素，并于大量有机和无机元素配合，可以应用于生活废水，石化废水中微生物的驯化和调节微生物因各种营养组分不够或比例失调而导致的微生物死亡，具有价廉，易得，无污染，营养组分丰富的优点。
由此可见，现有技术中微生物污水处理技术存在微生物适应性差，需要管理，对水体不断监测，以防止水体毒素造成微生物失活和损失，但限于水体污染源变化快，难以有效控制；在微生物与水体充分接触的同时，水体的温度、pH值对微生物的活性产生影响，直接给微生物提供营养易造成再次污染等问题。
技术实现要素：
为有效解决上述技术问题，本发明提出了一种专用于微生物处理污水的缓释营养胶粒及制备方法，可有效提高微生物处理污水的活性，同时避免了二次污染。
本发明的具体技术方案如下：
一种专用于微生物处理污水的缓释营养胶粒及制备方法，所述缓释营养胶粒是将淀粉、高岭土、维生素、甘蔗渣粉、聚谷氨酸、明胶、氢氧化钙乳液、硅酸混合均匀，团粒、陈化、干燥制得，具体的制备步骤为：
a、将淀粉过筛处理，选取150~200目粉末备用；将高岭土研磨粉碎后过筛，选取100~150目粉末备用；将甘蔗渣粉过筛处理，取80~120目粉末备用；
b、将经预处理的淀粉、高岭土粉、甘蔗渣粉与维生素、聚谷氨酸、明胶、氢氧化钙乳液、硅酸加入团粒机混合均匀，在营养物质凝固后，明胶、氢氧化钙乳液、硅酸形成硅酸钙胶，将营养物稳定的固定，搅拌团粒，得到颗粒状营养胶体；
c、将所得颗粒状营养胶体在室温下陈化1~2h，进行干燥，得到颗粒粒径为1~2mm的硬质缓释微生物营养胶粒。
优选的，所述各组分的重量份为，淀粉14~16份、高岭土粉4~6份、甘蔗渣粉13~15份、维生素15~18份、聚谷氨酸10~13份、明胶10~12份、氢氧化钙乳液10~26份、硅酸8~10份。
优选的，所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、大豆淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉或藕淀粉中的至少一种。
优选的，所述高岭土粉由高岭石、地开石、珍珠石或埃洛石中的至少一种粉碎研磨制得。
优选的，所述甘蔗渣粉为福农甘蔗、桂糖甘蔗、桂引甘蔗、闽糖甘蔗、赣蔗或川蔗中的至少一种经压榨粉碎制得。
优选的，所述维生素为维生素B、维生素C、维生素D或维生素E中的至少一种。
优选的，所述明胶为皮明胶、骨明胶、肌膜明胶或肌魅明胶中的至少一种。
优选的，所述氢氧化钙乳液的固含量为60~70%。
优选的，步骤b所述团粒机为立式团粒机或卧式团粒机中的一种，搅拌团粒的转速为500~600r/min。
优选的，步骤c所述干燥为真空干燥，干燥温度为60~70℃，干燥时间为2~3h。
由上述方法制备得到的一种专用于微生物处理污水的缓释营养胶粒。
本发明上述内容还提出一种专用于微生物处理污水的缓释营养胶粒及制备方法，主要是通过营养物凝固后，明胶、氢氧化钙乳液、硅酸形成硅酸钙胶，将营养物稳定的固定，用于污水中时，微生物容易在表面附着进食，营养物具有缓释性，不会在水中造成二次污染。微生物持续的补充营养可促进生物活性，从而高效分解水中的有机污染物，增强了对污水污染源的适应性。
本发明的有益效果为：
1.提出了一种专用于微生物处理污水的缓释营养胶粒。
2.提出了一种专用于微生物处理污水的缓释营养胶粒的制备方法。
3.本发明通过行成硅酸钙胶将营养物质有效固定，使得营养物具有缓释性，不会在水中造成二次污染。
4.本发明制备的缓释营养胶粒可对污水中微生物持续地补充营养，可有效促进生物活性，对污水中有机污染物的分解能力强，对污水污染源的适应性好，可广泛应用污水处理。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
a、将淀粉过筛处理，选取平均粒径为180目的粉末备用；将高岭土研磨粉碎后过筛，选取平均粒径为130目粉末备用；将甘蔗渣粉过筛处理，取平均粒径为100目粉末备用；
b、将经预处理的淀粉、高岭土粉、甘蔗渣粉与维生素、聚谷氨酸、明胶、氢氧化钙乳液、硅酸加入团粒机混合均匀，搅拌团粒，得到颗粒状营养胶体；
c、将所得颗粒状营养胶体在室温下陈化1.5h，进行干燥，得到颗粒粒径为平均粒径为1~2mm的硬质缓释微生物营养胶粒。
缓释营养胶粒各组分的重量份为，淀粉15份、高岭土粉5份、甘蔗渣粉14份、维生素16份、聚谷氨酸12份、明胶11份、氢氧化钙乳液18份、硅酸9份。
淀粉为玉米淀粉；高岭土粉由高岭石粉碎研磨制得；甘蔗渣粉为福农甘蔗经压榨粉碎制得；维生素为维生素B；明胶为皮明胶；氢氧化钙乳液的固含量为65%。
团粒机为立式团粒机，搅拌团粒的转速为550r/min；干燥为真空干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为2.5h。
实施例2
a、将淀粉过筛处理，选取平均粒径为150目的粉末备用；将高岭土研磨粉碎后过筛，选取平均粒径为100目粉末备用；将甘蔗渣粉过筛处理，取平均粒径为80目粉末备用；
b、将经预处理的淀粉、高岭土粉、甘蔗渣粉与维生素、聚谷氨酸、明胶、氢氧化钙乳液、硅酸加入团粒机混合均匀，搅拌团粒，得到颗粒状营养胶体；
c、将所得颗粒状营养胶体在室温下陈化1h，进行干燥，得到颗粒粒径为平均粒径为1mm的硬质缓释微生物营养胶粒。
缓释营养胶粒各组分的重量份为，淀粉14份、高岭土粉4份、甘蔗渣粉13份、维生素15份、聚谷氨酸10份、明胶10份、氢氧化钙乳液26份、硅酸8份。
淀粉为小麦淀粉；高岭土粉由地开石粉碎研磨制得；甘蔗渣粉为桂糖甘蔗经压榨粉碎制得；维生素为维生素C；明胶为骨明胶；氢氧化钙乳液的固含量为60%。
团粒机为立式团粒机或卧式团粒机，搅拌团粒的转速为500r/min；干燥为真空干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为3h。
实施例3
a、将淀粉过筛处理，选取平均粒径为200目的粉末备用；将高岭土研磨粉碎后过筛，选取平均粒径为150目粉末备用；将甘蔗渣粉过筛处理，取平均粒径为120目粉末备用；
b、将经预处理的淀粉、高岭土粉、甘蔗渣粉与维生素、聚谷氨酸、明胶、氢氧化钙乳液、硅酸加入团粒机混合均匀，搅拌团粒，得到颗粒状营养胶体；
c、将所得颗粒状营养胶体在室温下陈化2h，进行干燥，得到颗粒粒径为平均粒径为2mm的硬质缓释微生物营养胶粒。
缓释营养胶粒各组分的重量份为，淀粉16份、高岭土粉6份、甘蔗渣粉15份、维生素18份、聚谷氨酸13份、明胶12份、氢氧化钙乳液10份、硅酸10份。
淀粉为大豆淀粉；高岭土粉由珍珠石粉碎研磨制得；甘蔗渣粉为桂引甘蔗经压榨粉碎制得；维生素为维生素D；明胶为肌膜明胶；氢氧化钙乳液的固含量为70%。
团粒机为立式团粒机或卧式团粒机，搅拌团粒的转速为600r/min；干燥为真空干燥，干燥温度为70℃，干燥时间为2h。
实施例4
a、将淀粉过筛处理，选取平均粒径为180目的粉末备用；将高岭土研磨粉碎后过筛，选取平均粒径为130目粉末备用；将甘蔗渣粉过筛处理，取平均粒径为110目粉末备用；
b、将经预处理的淀粉、高岭土粉、甘蔗渣粉与维生素、聚谷氨酸、明胶、氢氧化钙乳液、硅酸加入团粒机混合均匀，搅拌团粒，得到颗粒状营养胶体；
c、将所得颗粒状营养胶体在室温下陈化1.5h，进行干燥，得到颗粒粒径为平均粒径为2mm的硬质缓释微生物营养胶粒。
缓释营养胶粒各组分的重量份为，淀粉15份、高岭土粉5份、甘蔗渣粉14份、维生素17份、聚谷氨酸12份、明胶10份、氢氧化钙乳液19份、硅酸8份。
淀粉为藕淀粉；高岭土粉由高岭石粉碎研磨制得；甘蔗渣粉为川蔗经压榨粉碎制得；维生素为维生素B；明胶为皮明胶；氢氧化钙乳液的固含量为66%。
团粒机为立式团粒机或卧式团粒机，搅拌团粒的转速为560r/min；干燥为真空干燥，干燥温度为66℃，干燥时间为3h。
实施例5
a、将淀粉过筛处理，选取平均粒径为180目的粉末备用；将高岭土研磨粉碎后过筛，选取平均粒径为140目粉末备用；将甘蔗渣粉过筛处理，取平均粒径为90目粉末备用；
b、将经预处理的淀粉、高岭土粉、甘蔗渣粉与维生素、聚谷氨酸、明胶、氢氧化钙乳液、硅酸加入团粒机混合均匀，搅拌团粒，得到颗粒状营养胶体；
c、将所得颗粒状营养胶体在室温下陈化2h，进行干燥，得到颗粒粒径为平均粒径为2mm的硬质缓释微生物营养胶粒。
缓释营养胶粒各组分的重量份为，淀粉14份、高岭土粉6份、甘蔗渣粉13份、维生素18份、聚谷氨酸10份、明胶12份、氢氧化钙乳液18份、硅酸9份。
淀粉为菱角淀粉；高岭土粉由埃洛石粉碎研磨制得；甘蔗渣粉为赣蔗经压榨粉碎制得；维生素为维生素E；明胶为骨明胶；氢氧化钙乳液的固含量为68%。
团粒机为立式团粒机或卧式团粒机，搅拌团粒的转速为580r/min；干燥为真空干燥，干燥温度为68℃，干燥时间为2h。
对比例1
a、将淀粉过筛处理，选取平均粒径为180目的粉末备用；将高岭土研磨粉碎后过筛，选取平均粒径为130目粉末备用；将甘蔗渣粉过筛处理，取平均粒径为100目粉末备用；
b、将经预处理的淀粉、高岭土粉、甘蔗渣粉与维生素、聚谷氨酸、明胶加入团粒机混合均匀，搅拌团粒，得到平均粒径为3mm的颗粒状营养胶体；
c、将所得颗粒状营养胶体在室温下陈化1.5h，进行干燥，得到颗粒粒径为平均粒径为1~2mm的硬质缓释微生物营养胶粒。
缓释营养胶粒各组分的重量份为，淀粉15份、高岭土粉5份、甘蔗渣粉14份、维生素16份、聚谷氨酸12份、明胶38份。
淀粉为玉米淀粉；高岭土粉由高岭石粉碎研磨制得；甘蔗渣粉为福农甘蔗经压榨粉碎制得；维生素为维生素B；明胶为皮明胶。
团粒机为立式团粒机，搅拌团粒的转速为550r/min；干燥为真空干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为2.5h。
上述实施例1~5及对比例1制得的缓释营养胶粒，在同等微生物处理某食品加工厂污水时，测试一周时间内其营养物质释放率、微生物增殖率、有机物降解率，测试表征的方法或条件如下：
营养物质释放率：将缓释营养胶粒加入水中，在超声波频率为20~30kHz的超声波下，分别测定1d、3d、7d的淀粉和维生素的释放率，即为营养物质的释放率。
有机物分解率：在富含微生物的有机污水中加入缓释营养胶粒，使用量为5%，测试降解有机污染物的质量百分比，即为有机物降解率。
结果如表1所示。
表1：