公布日：2024.06.21
申请日：2024.04.02
分类号：C12N11/14(2006.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C12N11/093(2020.01)I;C12N11/04(2006.01)I
摘要
本申请实施例涉及污水处理技术领域，公开了一种包埋固定微生物的方法、凝胶体、污水处理装置及方法，其中，包埋固定微生物的方法，将载体与微生物混合，以使载体承载有微生物；然后，采用凝胶乳液包裹承载有微生物的载体，静置预设时间，待凝胶乳液凝固成型，得到包埋有微生物的凝胶体。在此实施例中，利用凝胶包埋承载有微生物(例如特殊菌群)的载体，为微生物提供良好的生长环境，能够减少流失，使其稳定且保持高浓度。将该凝胶体应用于污水处理装置，基于凝胶体内微生物不容易流失的特点，使得装置中微生物稳定、浓度高，可充分与污水反应，从而使得污水处理装置具有良好的污水处理效果。
权利要求书
1.一种包埋固定微生物的方法，其特征在于，包括：将载体与微生物混合，以使所述载体承载有微生物；采用凝胶乳液包裹承载有微生物的载体，静置预设时间，待所述凝胶乳液凝固成型，得到包埋有微生物的凝胶体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将石墨烯复合海绵在预设温度下真空烘干第一时长，得到的多孔石墨烯复合海绵作为所述载体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述石墨烯复合海绵中的海绵包括聚氨酯海绵。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述多孔石墨烯复合海绵浸泡于具有金属离子的溶液中，达到第二时长后，取出加热干燥，得到的载有金属离子的多孔石墨烯复合海绵作为所述载体。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述金属离子包括三价铁离子。
6.一种包埋有微生物的凝胶体，其特征在于，所述凝胶体由权利要求1-5中任意一项所述的包埋固定微生物的方法制备得到。
7.一种污水处理装置，其特征在于，包括至少一个反应器和电化学控制组，所述反应器包括多个电极毡，所述多个电极毡在所述反应器的进水口至排水口方向上分层间隔设置；其中，每层电极毡附近设置有参比电极，每层电极毡用于承托至少一个包埋有微生物的凝胶体，所述包埋有微生物的凝胶体为权利要求6中的包埋有微生物的凝胶体；所述电化学控制组分别与每个所述反应器中的电极毡电连接，分别与每个所述反应器中的参比电极通信连接。
8.根据权利要求7所述的污水处理装置，其特征在于，所述反应器还包括氮气发生器和曝气盘，所述曝气盘设置于所述反应器内部并靠近所述进水口；所述氮气发生器与所述曝气盘连通，用于对所述反应器内部的气体进行吹脱。
9.根据权利要求7所述的污水处理装置，其特征在于，两个或多个所述反应器串行连通，任意两个相邻的反应器之间设置有至少一个离子交换通道。
10.一种污水处理方法，其特征在于，采用如权利要求7-9中任意一项所述的污水处理装置对污水进行处理。
发明内容
有鉴于此，本申请一些实施例提供了一种包埋固定微生物的方法，凝胶体、污水处理装置及方法，该包埋方法能够将微生物包埋于凝胶体内，为微生物提供良好的生长环境，能够减少流失，使其稳定且保持高浓度。此外，将该凝胶体应用于污水处理装置，基于凝胶体内微生物不容易流失的特点，使得装置中微生物稳定、浓度高，可充分与污水反应，从而使得污水处理装置具有良好的污水处理效果。
第一方面，本申请一些实施例提供给了一种包埋固定微生物的方法，包括：
将载体与微生物混合，以使载体承载有微生物；
采用凝胶乳液包裹承载有微生物的载体，静置预设时间，待凝胶乳液凝固成型，得到包埋有微生物的凝胶体。
在一些实施例中，该方法还包括：将石墨烯复合海绵在预设温度下真空烘干第一时长，得到的多孔石墨烯复合海绵作为载体。
在一些实施例中，石墨烯复合海绵中的海绵包括聚氨酯海绵。
在一些实施例中，该方法还包括：将多孔石墨烯复合海绵浸泡于具有金属离子的溶液中，达到第二时长后，取出加热干燥，得到的载有金属离子的多孔石墨烯复合海绵作为载体。
在一些实施例中，金属离子包括三价铁离子。
第二方面，本申请一些实施例提供给了一种包埋有微生物的凝胶体，凝胶体由第一方面中任意一项的包埋固定微生物的方法制备得到。
第三方面，本申请一些实施例提供给了一种污水处理装置，包括至少一个反应器和电化学控制组，反应器包括多个电极毡，多个电极毡在反应器的进水口至排水口方向上分层间隔设置；其中，每层电极毡附近设置有参比电极，每层电极毡用于承托至少一个包埋有微生物的凝胶体，包埋有微生物的凝胶体为第二方面中包埋有微生物的凝胶体；
电化学控制组分别与每个反应器中的电极毡电连接，分别与每个反应器中的参比电极通信连接。
在一些实施例中，反应器还包括氮气发生器和曝气盘，曝气盘设置于反应器内部并靠近进水口；氮气发生器与曝气盘连通，用于对反应器内部的气体进行吹脱。
在一些实施例中，两个或多个反应器串行连通，任意两个相邻的反应器之间设置有至少一个离子交换通道。
第四方面，本申请一些实施例提供给了一种污水处理方法，采用第三方面中污水处理装置对污水进行处理。
本申请实施例的有益效果：区别于现有技术的情况，本申请实施例提供的包埋固定微生物的方法，将载体与微生物混合，以使载体承载有微生物；然后，采用凝胶乳液包裹承载有微生物的载体，静置预设时间，待凝胶乳液凝固成型，得到包埋有微生物的凝胶体。在此实施例中，利用凝胶包埋承载有微生物(例如特殊菌群)的载体，为微生物提供良好的生长环境，能够减少流失，使其稳定且保持高浓度。
本申请实施例提供的包埋有微生物的凝胶体，由上述方法制备得到，将该凝胶体应用于污水处理装置，基于凝胶体内微生物不容易流失的特点，使得装置中微生物稳定、浓度高，可充分与污水反应，从而使得污水处理装置具有良好的污水处理效果。
本申请实施例提供的污水处理装置包括至少一个反应器和电化学控制组，该反应器包括多个电极毡，多个电极毡在反应器的进水口至排水口方向上分层间隔设置；其中，每层电极毡附近设置有参比电极，每层电极毡用于承托至少一个上述包埋有微生物的凝胶体。电化学控制组分别与每个反应器中的电极毡电连接，分别与每个反应器中的参比电极通信连接。基于该污水处理装置的结构，多层分布的凝胶体中微生物能够与污水充分且稳定地接触，从而改善污水处理中微生物流失不稳定的问题。此外，电化学控制组基于参比电极反馈的数据控制电极毡进行电化学作用，使得凝胶体内微生物具有电活性，从而提高凝胶体内微生物菌种的生化作用效率，诱导微生物富集加速代谢、迭代。由此，不仅能实现对污水的氧化还原降解，还可以实现微生物细胞与矿物之间在长距离下的电子传递，加速特殊菌群的代谢效率。
本申请实施例提供的污水处理方法，采用上述污水处理装置对污水进行处理，具有良好的处理效果和处理效率。
（发明人：张庆硕;李海波;曾竹;欧阳清华;林娜;邓晓裕;江光燕;肖吉成）