申请日2016.12.20
公开(公告)日2017.08.18
IPC分类号C12N11/14; C02F3/34; C12R1/07; C12R1/38
摘要
本发明公开了一种用于降解污水COD的生物活性炭及其制备方法，该生物活性炭的制备方法包括以下步骤：1)菌种的筛选、驯化、扩大培养和复配，得到复合菌种;2)活性炭的预处理;3)生物活性炭的制备：将预处理过的活性炭和复合菌种混合均匀，28～37℃恒温培养20～30小时，充分干燥。本发明的生物活性炭比表面积大，吸附能力强，对污水中COD的去除效果好，制备工艺简单，生产成本低，生物活性炭上的复合菌群可以针对性地降解污水中主要的COD组分，所形成的生物膜也具有一定的吸附功能，使得生物活性炭具备COD吸附生物膜、活性炭吸附载体的双重吸附性能，延长了生物活性炭的使用寿命，减少了污水处理过程中活性炭的用量，市场应用价值高。
权利要求书
1.一种用于降解污水COD的生物活性炭的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)菌种的筛选、驯化、扩大培养和复配：根据污水中的主要污染物种类和含量选择对应的菌种，先分别进行驯化和扩大培养，再进行复配，得到复合菌种;
2)活性炭的预处理：用盐酸对活性炭进行浸泡预处理，再将活性炭分离出来，充分干燥;
3)生物活性炭的制备：将预处理过的活性炭和复合菌种混合均匀，28～37℃恒温培养20～30小时，充分干燥，得到生物活性炭。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的培养基为牛肉膏液体培养基或牛肉膏固体培养基，pH=7.2～7.5，所述的牛肉膏液体培养基的组成为：牛肉膏：0.3%;蛋白胨：1.0%;NaCl：0.5%，所述的牛肉膏固体培养基的组成为：牛肉膏：0.3%;蛋白胨：1.0%;NaCl：0.5%;琼脂：1.5%～2.0%。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的培养基中还添加有(NH4)2SO4、酵母抽提粉、葡萄糖中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的菌种为芽孢杆菌、假单胞菌中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的菌种为芽孢杆菌。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的活性炭为椰壳炭、木质炭、煤质炭、果壳炭中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)所述的活性炭的形状为蜂窝状、柱状、颗粒状、粉末状中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3)所述的活性炭、复合菌种的质量比为1：(0.8～1.2)。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3)所述的生物活性炭中有效活菌含量≥2×109个/克。
10.权利要求1～9中任意一项所述的方法制备的一种用于降解污水COD的生物活性炭。
说明书
一种用于降解污水COD的生物活性炭及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于降解污水COD的生物活性炭及其制备方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
随着现代工业的深入发展，工业生产的污水、废气种类也越来越多，污水中COD的成分变得越来越复杂。COD(Chemical Oxygen Demand)为化学需氧量又称化学耗氧量，用来反映污水中需要被氧化的还原性物质的量，在河流污染和工业污水性质的研究以及污水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数。
目前，污水处理技术领域大多使用活性炭作为吸附载体，活性炭吸附污染物的同时也会吸附环境中的微生物，微生物在一定时间内聚积、繁衍会形成对所在环境中的有机物具有降解能力的生物膜。由于活性炭吸附的微生物均来源于自然环境，菌种的生长繁殖能力、降解性能等未知性很大，导致天然驯化的时间长短不一，形成生物膜的时间不统一，生物膜与活性炭的结合不稳定，容易受到环境中温度、污染物浓度、pH值的影响而被破坏，甚至可能还具有致病性，且活性炭天然吸附的微生物所形成的生物膜较致密，会影响活性炭结构中大孔和部分中孔的吸附性能。
因此，有必要开发一种新的生物活性炭材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于降解污水COD的生物活性炭及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种用于降解污水COD的生物活性炭的制备方法，包括以下步骤：
1)菌种的筛选、驯化、扩大培养和复配：根据污水中的主要污染物种类和含量选择对应的菌种，先分别进行驯化和扩大培养，再进行复配，得到复合菌种;
2)活性炭的预处理：用盐酸对活性炭进行浸泡预处理，再将活性炭分离出来，充分干燥;
3)生物活性炭的制备：将预处理过的活性炭和复合菌种混合均匀，28～37℃恒温培养20～30小时，充分干燥，得到生物活性炭。
步骤1)所述的培养基为牛肉膏液体培养基或牛肉膏固体培养基，pH=7.2～7.5，所述的牛肉膏液体培养基的组成为：牛肉膏：0.3%;蛋白胨：1.0%;NaCl：0.5%，所述的牛肉膏固体培养基的组成为：牛肉膏：0.3%;蛋白胨：1.0%;NaCl：0.5%;琼脂：1.5%～2.0%。
步骤1)所述的培养基中还添加有(NH4)2SO4、酵母抽提粉、葡萄糖中的至少一种。
步骤1)所述的菌种为芽孢杆菌、假单胞菌中的至少一种。
步骤1)所述的菌种为芽孢杆菌。
步骤2)所述的活性炭为椰壳炭、木质炭、煤质炭、果壳炭中的至少一种。
步骤2)所述的活性炭的形状为蜂窝状、柱状、颗粒状、粉末状中的至少一种。
步骤3)所述的活性炭、复合菌种的质量比为1：(0.8～1.2)。
步骤3)所述的生物活性炭中有效活菌含量≥2×109个/克。
采用本发明的生物活性炭进行污水处理包括以下步骤：
1)取原厂污水按照1～5g/L的添加量加入生物活性炭，通过调整污水的pH值(3～10)、培养箱的温度(10～40℃)和培养时间(12～72h)，确定污水处理最适宜的生物活性炭的添加量、污水处理pH值、降解温度和降解时间;
2)根据步骤1)确定的污水中COD降解最适宜的处理工艺参数，对污水厂污水进行深度处理。
本发明的有益效果是：本发明的生物活性炭比表面积大，吸附能力强，对污水中COD的去除效果好，制备工艺简单，生产成本低，生物活性炭上的复合菌群可以针对性地降解污水中主要的COD组分，所形成的生物膜也具有一定的吸附功能，使得生物活性炭具备COD吸附生物膜、活性炭吸附载体的双重吸附性能，延长了生物活性炭的使用寿命，减少了污水处理过程中活性炭的用量，市场应用价值高。