[发明专利]一种生物载体活性炭及其制备方法

说明书

本发明涉及一种生物载体活性炭及其制备方法，属于高效活性炭制备技术领域。本发明选用花生壳、稻草和玉米棒芯作为活性炭原材料，接种白色链霉菌和红色链霉菌对活性炭原材料进行造孔，然后高温炭化得到复配活性炭，选用维氏硝化细菌Y3、欧洲亚硝化单胞菌AT7和反硝化细菌Br9作为负载菌种，同时结合海藻酸钠凝胶技术制备得到生物载体活性炭。本发明生物载体活性炭包含70‑80％的大孔和10‑20％的小孔，水分含量小于30％，灰分小于20％，碘吸附值大于1100mg/g，具备较高的氨氮降解率和亚硝酸盐降解率。

技术领域

本发明属于高效活性炭制备技术领域，涉及一种生物载体活性炭及其制备方法。

背景技术

活性炭是一种很细小的炭粒，有很大的表面积，内部有细小的孔——毛细管，所以活性炭具有很强的吸附能力，可以起空气或水体净化作用。活性炭净化水体的原理是利用其多孔性，使水中一种或多种物质被吸附在其表面的孔内，去除对象包括有机物质、合成洗涤剂、微生物、病毒或重金属，使水体产生脱色、除臭的效果。此外，活性炭表面存在着许多氧化物，它们大都以-COOH、-OH、＝C＝O等形式存在，这些表面氧化物中以-COOH和-OH形式存在的在电解质溶液中显酸性，以-C＝O的形式存在的显碱性，而如果在活性炭上负载微生物，则微生物的菌体表面蛋白质是两性化合物，能与酸碱起成盐作用，故可通过化学键引力结合，进一步净化水体或空气等。

微生物本身的代谢能分泌一些粘性代谢物质，例如多聚糖等。这些体外多聚糖类物质起到了生物“胶水”作用。使微生物可以单独或群集于炭孔隙周围及表面，而不影响活性炭的物理吸附作用。同时，粘液性物的存在，对活性炭本身也起着保护作用，特别是在反冲洗过程中，减轻了活性炭之间因摩擦造成的破损，间接地增强了活性炭的机械强度。同时，活性炭中浓缩了大量的作为微生物营养源的有机质，活性炭表面可使细菌形成聚集进行繁殖，是他们很好的生存场所。

但是现有技术中活性炭的原材料单一，使得制备得到的活性炭的孔径单一，不能满足对多种物质的吸附净化，对于负载微生物的水体净化用活性炭，其吸附性能往往较差，且微生物活性低导致对水体中的氨氮降解率和亚硝酸盐降解率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物载体活性炭及其制备方法，属于高效活性炭制备技术领域。本发明选用花生壳、稻草和玉米棒芯作为活性炭原材料，接种白色链霉菌和红色链霉菌对活性炭原材料进行造孔，然后高温炭化得到复配活性炭，选用维氏硝化细菌Y3、欧洲亚硝化单胞菌AT7和反硝化细菌Br9作为负载菌种，同时结合海藻酸钠凝胶技术制备得到生物载体活性炭。本发明生物载体活性炭包含的70-80％的大孔和10-20％的小孔，水分含量小于30％，灰分小于20％，碘吸附值大于1100mg/g，具备较高的氨氮降解率和亚硝酸盐降解率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种生物载体活性炭的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)取干燥的花生壳、稻草和玉米棒芯为原材料，分别粉粹后得到花生壳粉末、稻草粉末和玉米棒芯粉末，将花生壳粉末、稻草粉末和玉米棒芯粉末混合后进行灭菌处理得到复合原料；

(2)将液体培养基与复合原料混合得到混合原料，然后将白色链霉菌和红色链霉菌分别接种至混合原料中，于25-26℃条件下培养20-30天，然后将混合原料取出并烘干、高温炭化得到复配活性炭；

(3)将复配活性炭用去离子水洗涤后烘干，投入至质量浓度为5-10％的盐酸溶液中，控温60-80℃并保温1～2h，过滤、洗涤、干燥，得到预处理的复配活性炭，然后投入至质量浓度为1-2％的海藻酸钠溶液中，并加入含有复合微生物的复合菌液，再滴加质量浓度为3-6％的氯化钙溶液，静置30-50min得到含有固体颗粒物的混合液；

(4)将混合液过滤，取滤渣用去离子水洗涤后晾干，得到生物载体活性炭。