公布日：2024.01.30
申請日：2023.10.31
分類號：C02F3/10(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本申請?zhí)峁┝艘环N基于COD降解菌的污水處理劑及其制備方法，該方法，包括以下步驟：S10：將多孔二氧化硅與多巴胺反應(yīng)，得到親水多孔二氧化硅；S20：將β‑環(huán)糊精與次氯酸鈉反應(yīng)，得到羧基化β‑環(huán)糊精；S30：將所述羧基化β‑環(huán)糊精進行活化后，與親水多孔二氧化硅反應(yīng)，得到改性多孔二氧化硅；S40：將所述改性多孔二氧化硅、可溶性鈣鹽與COD降解菌菌液混合，在所述改性多孔二氧化硅上螯合鈣離子并負載COD降解菌，得到污水處理劑。該方法得到的污水處理劑與EPS具有良好的吸附效果，可以進一步提高污水處理劑對COD降解菌的粘附和聚集，保證其對污染物的降解活性，有效降低污水的COD。
權(quán)利要求書
1.一種用于制備基于COD降解菌的污水處理劑的方法，其特征在于，包括以下步驟：S10：將多孔二氧化硅與多巴胺反應(yīng)，得到親水多孔二氧化硅；S20：將β-環(huán)糊精與次氯酸鈉反應(yīng)，得到羧基化β-環(huán)糊精；S30：將所述羧基化β-環(huán)糊精進行活化后，與親水多孔二氧化硅反應(yīng)，得到改性多孔二氧化硅；S40：將可溶性鈣鹽溶解于COD降解菌菌液得到混合液，再將改性多孔二氧化硅分散于所述混合液中，攪拌3~12h，以得到污水處理劑，其中，所述COD降解菌為質(zhì)量比為5:1~2:1~2的高地芽孢桿菌CICC25147、芽孢桿菌屬CICC10487、類芽胞桿菌屬CICC23447。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔二氧化硅的比表面積為50~500m2/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S10具體包括：將多孔二氧化硅浸沒于pH=7.5~9、0.1~1mol/L的多巴胺水溶液中，反應(yīng)6~12h得到親水多孔二氧化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S20具體包括：將10質(zhì)量份β-環(huán)糊精、0.5~2質(zhì)量份次氯酸鈉分散于70~100質(zhì)量份乙醇中，在40~60℃下反應(yīng)1~3h，得到羧基化β-環(huán)糊精。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S30具體包括：將10質(zhì)量份羧基化β-環(huán)糊精、0.1~0.3質(zhì)量份EDC、0.1~0.3質(zhì)量份NHS分散于pH=4~8的緩沖液中，活化2~5h；活化結(jié)束后加入30~100質(zhì)量份親水多孔二氧化硅，反應(yīng)1~3h，得到改性多孔二氧化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S40中，所述混合液中鈣離子的濃度為0.5~2mol/L，所述COD降解菌菌液的OD600為0.8~1.2，所述改性多孔二氧化硅與混合液的用量比為1g：5~50mL。
7.一種基于COD降解菌的污水處理劑，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項所述的方法制備得到。
8.一種用于污水處理的方法，其特征在于，包括：將根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項所述的方法制備得到的污水處理劑或權(quán)利要求7所述的污水處理劑加入污水中，得到處理后的污水。
發(fā)明內(nèi)容
本申請?zhí)峁┝艘环N基于COD降解菌的污水處理劑及其制備方法，該污水處理劑可以有效降低污水的COD。
第一方面，本發(fā)明提供了一種用于制備基于COD降解菌的污水處理劑的方法，包括以下步驟：
S10：將多孔二氧化硅與多巴胺反應(yīng)，得到親水多孔二氧化硅；
S20：將β-環(huán)糊精與次氯酸鈉反應(yīng)，得到羧基化β-環(huán)糊精；
S30：將所述羧基化β-環(huán)糊精進行活化后，與親水多孔二氧化硅反應(yīng)，得到改性多孔二氧化硅；
S40：將所述改性多孔二氧化硅、可溶性鈣鹽與COD降解菌菌液混合，在所述改性多孔二氧化硅上螯合鈣離子并負載COD降解菌，得到污水處理劑。
根據(jù)本申請，以多孔二氧化硅作為基礎(chǔ)載體，利用多巴胺自聚合機制在表面得到親水的聚多巴胺層，聚多巴胺層表面的氨基進一步與羧基化β-環(huán)糊精反應(yīng)，通過酰胺鍵與羧基化β-環(huán)糊精枝接得到改性多孔二氧化硅，通過聚多巴胺與羧基化β-環(huán)糊精兩者協(xié)同螯合作用，能同時有效固定COD降解菌和鈣離子，得到污水處理劑。由于COD降解菌能夠產(chǎn)生胞外聚合物(EPS)，且鈣離子能夠有效促進COD降解菌分泌EPS，污水處理劑與EPS具有良好的吸附效果，可以進一步提高污水處理劑對COD降解菌的粘附和聚集，保證其對污染物的降解活性，有效降低污水的COD。
在一些實施方式中，所述多孔二氧化硅的比表面積為50～500m2/g。
在一些實施方式中，所述步驟S10具體包括：
將多孔二氧化硅浸沒于pH＝7.5～9、0.1～1mol/L的多巴胺水溶液中，反應(yīng)6～12h得到親水多孔二氧化硅。
在一些實施方式中，所述步驟S20具體包括：
將10質(zhì)量份β-環(huán)糊精、0.5～2質(zhì)量份次氯酸鈉分散于70～100質(zhì)量份乙醇中，在40～60℃下反應(yīng)1～3h，得到羧基化β-環(huán)糊精。
在一些實施方式中，所述步驟S30具體包括：
將10質(zhì)量份羧基化β-環(huán)糊精、0.1～0.3質(zhì)量份EDC、0.1～0.3質(zhì)量份NHS分散于pH＝4～8的緩沖液中，活化2～5h；活化結(jié)束后加入30～100質(zhì)量份親水多孔二氧化硅，反應(yīng)1～3h，得到改性多孔二氧化硅。
在一些實施方式中，所述步驟S40具體包括：
將可溶性鈣鹽溶解于COD降解菌菌液得到混合液，再將改性多孔二氧化硅分散于所述混合液中，攪拌3～12h，以得到污水處理劑。
在一些實施方式中，所述步驟S40中，所述混合液中鈣離子的濃度為0.5～2mol/L，所述COD降解菌菌液的OD600為0.8～1.2，所述改性多孔二氧化硅與混合液的用量比為1g：5～50mL。
在一些實施方式中，所述步驟S40中，所述COD降解菌為質(zhì)量比為5:1～2:1～2的高地芽孢桿菌CICC25147、芽孢桿菌屬CICC10487、類芽胞桿菌屬CICC23447。
第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N基于COD降解菌的污水處理劑，根據(jù)第一方面任一實施方式所述的方法制備得到。
第三方面，本申請?zhí)峁┝艘环N用于污水處理的方法，包括：將根據(jù)第一方面任一實施方式所述的方法制備得到的污水處理劑或第二方面任一實施方式所述的污水處理劑加入污水中，得到處理后的污水。
（發(fā)明人：郭芳坤;薛飛;宋迪;譚江玲;王志寬;余剛）
