[发明专利]一种生物炭基材料的制备方法、生物炭基材料及其应用

说明书

本发明提供了一种生物炭基材料的制备方法、生物炭基材料及其应用，属于有机物降解技术领域。所述制备方法包括：将无机盐液体培养基与生物炭混合，得到混合物，将苯酚降解菌接种于混合物中培养45～50h，对得到的培养物进行真空抽滤，得到吸附有苯酚降解菌的生物炭；将所述吸附有苯酚降解菌的生物炭经生理盐水重悬后，得到悬浊液，将所述悬浊液与海藻酸钠溶液混合后滴加到氯化钙溶液中，得到生物炭炭基材料。采用本发明提供的制备方法制备得到的生物炭基材料，大大提高了苯酚的降解率，对于浓度高达600～1200mg·L^‑1范围内的苯酚污染废水，生物炭能够显著提高苯酚降解菌对苯酚毒性的耐受力，使其最终降解率最高接近100％。

技术领域

本发明涉及有机物降解技术领域，具体涉及一种生物炭基材料的制备方法、生物炭基材料及其应用。

背景技术

苯酚污染废水是一类常见的工业废水，污染浓度从低到高不等，范围在50～1500mg·L^-1。现有的处理技术主要有化学法如催化降解、物理法如活性炭吸附和生物降解法等(程雯等,2018，化工环保，38(3):282～287)。如吉芳英等(2018，环境化学，37(7):1599～1608)采用介孔yolk-shell型Co₃O₄@mSiO₂纳米反应器处理苯酚废水，其处理的浓度范围在50mg·L^-1左右；吴彦霞等(2017，环境科学与技术，40(S2):126～130)采用类Fenton催化剂处理苯酚废水，其处理的浓度范围在100mg·L^-1左右；微生物降解技术能够处理浓度较高的苯酚污染废水，但由于微生物对高毒性物质的耐受度有限，因此常规的降解方法往往导致菌体生长受阻。师永健等(2013，环境科学学报，33(1):30～35)采用了移动床生物膜反应器可以将苯酚进水浓度从200mg·L^-1提高到1400mg·L^-1，但工艺较为复杂；魏霞(2016，环境科学学报，36(9):3193～3199)和张海涛(2016，环境科学学报，36(9):3200～3207)等均采用了分离、筛选并鉴定耐盐高效苯酚降解菌的方式，得到了特效菌株，分别对500mg·L^-1和800mg·L^-1的苯酚得到了90％以上的降解率。但筛选特征菌毕竟需要较高的操作技术以及保存条件，需要开发工艺简洁、成本低廉的工艺。

现有的处理苯酚废水的技术大多为高级氧化法或催化材料法，也有电化学方法，不仅需要大量的化学药剂投入使用，也需要耗能。而环境友好的微生物降解技术，则因为微生物的环境适应性较差而难以得到推广应用，而且达到的降解苯酚的效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物炭基材料的制备方法、生物炭基材料及其应用，采用本发明提供的制备方法制备得到的生物炭基材料，大大提高了苯酚的降解率。

本发明提供了一种生物炭基材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将无机盐液体培养基与生物炭混合，得到混合物，将苯酚降解菌接种于混合物中培养45～50h，对得到的培养物进行真空抽滤，得到吸附有苯酚降解菌的生物炭；

2)将所述吸附有苯酚降解菌的生物炭经生理盐水重悬后，得到悬浊液，将所述悬浊液与海藻酸钠溶液混合后滴加到氯化钙溶液中，得到生物炭基材料。

优选的，所述无机盐液体培养基以水为溶剂，每升包括：KH₂PO₄0.05～0.15g，Na₂HPO40.4～0.5g，NH₄Cl0.25～0.35g，MgSO₄·7H2O0.04g，CaCl20.0045 g，苯酚500～700mg。

优选的，所述苯酚降解菌包括香茅醇假单胞菌Pseudomonas citronellolis。