申请日2020.11.23
公开（公告）日2021.03.12
IPC分类号C02F3/34; C02F101/30
摘要
本发明提出了一种复合污水处理剂及其制备方法和应用，包括：S1.二硫代氨基甲酸壳聚糖的制备；S2.磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球的制备；S3.营养液的制备；S4.菌种种子液的制备；S5.复合微生物剂的制备；S6.包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球的制备；S7.复合污水处理剂的制备。本发明复合污水处理剂将二硫代氨基甲酸壳聚糖包裹在中空球内，对重金属具有极好的吸附、沉淀、固定的作用，二氧化钛壁材还具有光催化活性，有效去除内分泌干扰素、藻毒素、致病微生物等，表面固定的微生物还能够有效降解污水中的有机污染物，该复合污水处理剂还具有铁磁性，完成污水处理作业后，通过磁铁进行去除，更加安全、环保。
权利要求书
1.一种复合污水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 二硫代氨基甲酸壳聚糖的制备：将壳聚糖溶于醋酸溶液中，加入碱，搅拌均匀后，控制温度不高于5℃，滴加CS2，控制反应温度不高于40℃，滴加完毕，升温至45-65℃搅拌反应，反应完成后，加入乙醇，过滤，干燥，得到二硫代氨基甲酸壳聚糖；
S2. 磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球的制备：将钛酸四烷基酯和偶联剂溶于有机溶剂中，得到油相；将亚铁盐、钴盐、乳化剂和致孔剂溶于水中，得到水相；将所述水相滴加至所述油相中，边搅拌边滴加，滴加完毕后进行乳化，得到乳液，加入四甲基胍的水溶液，调节pH，反应得到的纳米球乳液；将所述纳米球乳液离心分离、干燥、煅烧，得到磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球；
S3.营养液的制备：将碳源、氮源、无机盐、维生素用无菌水溶解，混合均匀后，用PBS溶液调节pH值，紫外线灭菌备用；
S4. 菌种种子液的制备：将工程菌剂接种到高氏培养基中划线，分别培养成菌种种子液；
S5. 复合微生物剂的制备：将步骤S4制得的菌种种子液分别接种于步骤S3得到的营养液中，继续培养，混合后得到复合微生物剂；
S6. 包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球的制备：将步骤S1制得的二硫代氨基甲酸壳聚糖溶于水中，加入步骤S2制得的磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球，超声分散均匀后，低温加热蒸发溶剂，得到的纳米球用蒸馏水洗涤后，干燥，得到包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球；
S7. 复合污水处理剂的制备：将步骤S6制得的包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球浸泡在步骤S5制得的复合微生物剂中，取出，干燥，得到复合污水处理剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述碱选自NaOH、KOH、三乙胺、DBU、三甲胺中的一种或几种混合。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述致孔剂包括大孔致孔剂和普通致孔剂，质量比为1：（1.5-4），所述大孔致孔剂选自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的任一种；所述普通致孔剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、氧乙烯-氧丙烯三嵌段共聚物F123、氧乙烯-氧丙烯三嵌段共聚物F127中的一种或几种混合；所述钛酸四烷基酯包括但不限于钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四戊酯；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，选自TMC-201、TMC-102、TMC-101、TMC-311w、TMC-311、TMC-3、TMC-114、TMC-2、TMC-27、TMC-4、TMC-401中的一种或几种混合；所述乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠、吐温、司盘、卡波姆、十二烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钠、硬脂酸钾中的一种或几种混合；所述铁盐选自氯化亚铁、硫酸亚铁中的一种或两种混合；所述钴盐选自氯化钴、硫酸钴、硝酸钴中的一种或几种混合。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述碳源选自葡萄糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖、果糖、淀粉中的一种或几种混合；所述氮源选自氨基酸、蛋白胨、尿素、鱼粉中的一种或几种混合；所述无机盐选自氯化钠、氯化钾、氯化钙、硫酸镁、氯化铁、硫酸锌、硫酸铜中的一种或几种混合；所述维生素选自维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素A、维生素K、维生素E中的一种或几种混合；所述氨基酸包括但不限于甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、亮氨酸、丙氨酸。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述工程菌剂包括好氧细菌和厌氧细菌，所述好氧细菌为枯草芽孢杆菌、硝化杆菌属，质量比为1：（2-3），所述好氧细菌培养方式为有氧培养，所述有氧培养条件为氧气的体积分数在25-30%，温度为25-30℃，湿度为55-65%；所述厌氧细菌为反硝化细菌，所述厌氧细菌的培养方式为厌氧培养，所述厌氧培养的条件为温度为25-30℃，湿度为55-65%；步骤S5中所述培养的方式为好氧细菌和厌氧细菌分别培养，所述好氧细菌采用有氧培养，所述有氧培养条件为氧气的体积分数在25-30%，温度为25-30℃，湿度为55-65%，所述厌氧细菌采用厌氧培养，所述厌氧培养的条件为温度为25-30℃，湿度为55-65%。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述营养液中还添加了玉米提取物和大豆提取物。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述壳聚糖、碱、CS2的质量比为100：（5-10）:（75-92）；所述醋酸溶液的质量分数为1-3wt%；步骤S2中所述四甲基胍的水溶液中四甲基胍的质量分数为7-12%；所述离心转速为10000-12000r/min，时间为2-4min；所述干燥温度为45-55℃，所述煅烧温度为450-700℃，时间为2-4h；所述钛酸四烷基酯、钛酸酯偶联剂、亚铁盐、钴盐、乳化剂、致孔剂的质量比为100：（1-5）：（15-30）：（15-25）：（12-20）：（5-10）；步骤S3中所述大豆提取物、玉米提取物、碳源、氮源、无机盐、维生素的质量比为10：（7-8）：（3-7）：（2-3）：（0.2-1）：（0.1-0.3）；步骤S6中所述二硫代氨基甲酸壳聚糖和磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球的质量比为（5-8）：10；所述干燥温度为45-65℃，所述低温为40-50℃；步骤S7中所述包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球和复合微生物剂的质量比为10：（12-25）。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1. 二硫代氨基甲酸壳聚糖的制备：将壳聚糖溶于1-3wt%醋酸溶液中，加入碱，搅拌均匀后，控制温度不高于5℃，滴加CS2，控制反应温度不高于40℃，滴加完毕升温至45-65℃搅拌2-4h，停止反应，加入等体积乙醇，过滤，冷冻干燥，得到二硫代氨基甲酸壳聚糖；
S2. 磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球的制备：将钛酸四烷基酯和钛酸酯偶联剂溶于二氯甲烷中，得到油相；将亚铁盐、钴盐、乳化剂和致孔剂溶于水中，得到水相；将所述水相滴加至所述油相中，边搅拌边滴加，滴加完毕后进行乳化，得到乳液，加入7-12wt%四甲基胍的水溶液，调节pH为7.5-8.5，反应得到的纳米球乳液；将所述纳米球乳液离心分离，离心转速为10000-12000r/min，时间为2-4min，45-55℃干燥，煅烧，煅烧温度为450-700℃，时间为2-4h，得到磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球；
S3.营养液的制备：将大豆提取物、玉米提取物、碳源、氮源、无机盐、维生素用无菌水溶解，混合均匀后，用PBS溶液调节pH值为7.0-7.5，紫外线灭菌备用；
S4. 菌种种子液的制备：将好氧细菌接种到高氏培养基中划线，有氧培养，有氧培养条件为氧气的体积分数在25-30%，温度为25-30℃，湿度为55-65%；将厌氧细菌接种到高氏培养基中划线，厌氧培养，厌氧培养的条件为温度为25-30℃，湿度为55-65%，然后分别培养成菌种种子液；
S5. 复合微生物剂的制备：将步骤S4制得的菌种种子液分别接种于步骤S3得到的营养液中，接种好氧细菌的营养液有氧培养1-3天，有氧培养条件为氧气的体积分数在25-30%，温度为25-30℃，湿度为55-65%，接种厌氧细菌的营养液厌氧培养1-3天，厌氧培养的条件为温度为25-30℃，湿度为55-65%，混合后得到复合微生物剂；
S6. 包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球的制备：将步骤S1制得的二硫代氨基甲酸壳聚糖溶于去离子水中，加入步骤S2制得的磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球，超声分散均匀后，40-50℃加热蒸发溶剂至溶剂蒸发完全，得到的纳米球用蒸馏水反复洗涤后，45-65℃干燥，得到包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球；
S7. 复合污水处理剂的制备：将步骤S6制得的包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球浸泡在步骤S5制得的复合微生物剂中，浸泡1-3天，取出，自然干燥，得到复合污水处理剂。
9.一种如权利要求1-8任一项权利要求所述的制备方法制得的复合污水处理剂。
10.一种如权利要求9所述的复合污水处理剂在处理含重金属、有机污染物、致病微生物的污水中的应用。
说明书
一种复合污水处理剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种复合污水处理剂及其制备方法和应用。
背景技术
目前，水资源缺乏已经成为困扰人类发展的重大问题之一。水污染问题是一个遍及全世界的环境问题，无论是在发展中国家还是发达国家，这个问题己越来越引起人们的重视。有效地治理废水和修复受污染的水体并使其成为可重复利用资源，在经济处于高速发展而人均淡水资源又十分紧缺的中国变得日益迫切和重要。
生活污水及工业污水中一般含有大量的悬浮物、重金属离子、含N污染物、含S污染物、含P污染物、持久性有机污染物、酚类化合物、硝基化合物、内分泌干扰素、藻毒素、致病微生物及染料等。目前污水一般都是直接或经污水处理厂处理后全部外排。这种做法不仅仅使大量的污水排入自然体系，增大了环境污染，而且所涉及的水资源均为一次资源，无法提高使用效率。采用常规的污水净化处理方法或运行成本昂贵，或很难达到目标水质，无法真正变废为宝。若有针对性地采用合理的处理工艺，则可以实现重复利用，同时解决环境和节水两方面的问题。化工工艺污水或生活污水处理，首先是经过污水处理厂，采用常规的生化、分离、结合的″老三套″方法处理，设计使处理后的水质指标达到污水外排指标。
由于废水成分的多样性，往往需要通过几种方法组成的处理系统才能达到所需的排放标准。污水处理按采用的方法手段分类，可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法。物理法一般仅能除去常规悬浮物，以及污水中易于被吸附的物质，而对于溶解在污水中的化学污染物，以及微生物污染物无能为力。生物法是利用废水中的微生物的代谢作用分解水中可降解的有机物的一种方法，因为具有处理量大，投资省，经济可靠的特点，但在现有的处理污水过程中往往需要引清水进行稀释、人工曝气等工程措施；然而这些方法和措施中有些耗水、耗电量大，有些效果不佳等存在着各自的缺点。现有技术中使用最广泛的是化学法和物理化学法，其可以去除污水中大部分的悬浮物、油及生化有机污染物，但是一般所用工艺均需要使用大量的催化剂、氧化剂或消毒剂等，在经济、操作或者可靠性方面存在很多弊端。因此，面临当前的水污染问题，急需一种经济实用、稳定可靠、简便的污水处理方法。
发明内容
本发明的目的在于提出一种复合污水处理剂及其制备方法和应用，具有制备方法简单，原料来源广，并制得的复合材料为将二硫代氨基甲酸壳聚糖包裹在磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球内，不仅对大部分重金属具有极好的吸附、沉淀、固定的作用，而且，二氧化钛壁材还具有极好的光催化活性，能够有效去除污水中大量的内分泌干扰素、藻毒素、致病微生物等，净化污水，另一方面，球表面固定的微生物还能够有效降解污水中的有机污染物，快速有效净化污水，同时，该复合污水处理剂还具有铁磁性，在完成污水处理作业后，还可以通过磁铁进行去除，更加安全、环保。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种复合污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
S1. 二硫代氨基甲酸壳聚糖的制备：将壳聚糖溶于醋酸溶液中，加入碱，搅拌均匀后，控制温度不高于5℃，滴加CS2，控制反应温度不高于40℃，滴加完毕，升温至45-65℃搅拌反应，反应完成后，加入乙醇，过滤，干燥，得到二硫代氨基甲酸壳聚糖；
S2. 磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球的制备：将钛酸四烷基酯和偶联剂溶于有机溶剂中，得到油相；将亚铁盐、钴盐、乳化剂和致孔剂溶于水中，得到水相；将所述水相滴加至所述油相中，边搅拌边滴加，滴加完毕后进行乳化，得到乳液，加入四甲基胍的水溶液，调节pH，反应得到的纳米球乳液；将所述纳米球乳液离心分离、干燥、煅烧，得到磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球；
S3.营养液的制备：将碳源、氮源、无机盐、维生素用无菌水溶解，混合均匀后，用PBS溶液调节pH值，紫外线灭菌备用；
S4. 菌种种子液的制备：将工程菌剂接种到高氏培养基中划线，分别培养成菌种种子液；
S5. 复合微生物剂的制备：将步骤S4制得的菌种种子液分别接种于步骤S3得到的营养液中，继续培养，混合后得到复合微生物剂；
S6. 包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球的制备：将步骤S1制得的二硫代氨基甲酸壳聚糖溶于水中，加入步骤S2制得的磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球，超声分散均匀后，低温加热蒸发溶剂，得到的纳米球用蒸馏水洗涤后，干燥，得到包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球；
S7. 复合污水处理剂的制备：将步骤S6制得的包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球浸泡在步骤S5制得的复合微生物剂中，取出，干燥，得到复合污水处理剂。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述碱选自NaOH、KOH、三乙胺、DBU、三甲胺中的一种或几种混合。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中所述致孔剂包括大孔致孔剂和普通致孔剂，质量比为1：（1.5-4），所述大孔致孔剂选自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的任一种；所述普通致孔剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、氧乙烯-氧丙烯三嵌段共聚物F123、氧乙烯-氧丙烯三嵌段共聚物F127中的一种或几种混合；所述钛酸四烷基酯包括但不限于钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、钛酸四戊酯；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，选自TMC-201、TMC-102、TMC-101、TMC-311w、TMC-311、TMC-3、TMC-114、TMC-2、TMC-27、TMC-4、TMC-401中的一种或几种混合；所述乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠、吐温、司盘、卡波姆、十二烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钠、硬脂酸钾中的一种或几种混合；所述铁盐选自氯化亚铁、硫酸亚铁中的一种或两种混合；所述钴盐选自氯化钴、硫酸钴、硝酸钴中的一种或几种混合。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述碳源选自葡萄糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖、果糖、淀粉中的一种或几种混合；所述氮源选自氨基酸、蛋白胨、尿素、鱼粉中的一种或几种混合；所述无机盐选自氯化钠、氯化钾、氯化钙、硫酸镁、氯化铁、硫酸锌、硫酸铜中的一种或几种混合；所述维生素选自维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素A、维生素K、维生素E中的一种或几种混合；所述氨基酸包括但不限于甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、亮氨酸、丙氨酸。
作为本发明的进一步改进，步骤S4中所述工程菌剂包括好氧细菌和厌氧细菌，所述好氧细菌为枯草芽孢杆菌、硝化杆菌属，质量比为1：（2-3），所述好氧细菌培养方式为有氧培养，所述有氧培养条件为氧气的体积分数在25-30%，温度为25-30℃，湿度为55-65%；所述厌氧细菌为反硝化细菌，所述厌氧细菌的培养方式为厌氧培养，所述厌氧培养的条件为温度为25-30℃，湿度为55-65%；步骤S5中所述培养的方式为好氧细菌和厌氧细菌分别培养，所述好氧细菌采用有氧培养，所述有氧培养条件为氧气的体积分数在25-30%，温度为25-30℃，湿度为55-65%，所述厌氧细菌采用厌氧培养，所述厌氧培养的条件为温度为25-30℃，湿度为55-65%。
作为本发明的进一步改进，所述营养液中还添加了玉米提取物和大豆提取物。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述壳聚糖、碱、CS2的质量比为100：（5-10）:（75-92）；所述醋酸溶液的质量分数为1-3wt%；步骤S2中所述四甲基胍的水溶液中四甲基胍的质量分数为7-12%；所述离心转速为10000-12000r/min，时间为2-4min；所述干燥温度为45-55℃，所述煅烧温度为450-700℃，时间为2-4h；所述钛酸四烷基酯、钛酸酯偶联剂、亚铁盐、钴盐、乳化剂、致孔剂的质量比为100：（1-5）：（15-30）：（15-25）：（12-20）：（5-10）；步骤S3中所述大豆提取物、玉米提取物、碳源、氮源、无机盐、维生素的质量比为10：（7-8）：（3-7）：（2-3）：（0.2-1）：（0.1-0.3）；步骤S6中所述二硫代氨基甲酸壳聚糖和磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球的质量比为（5-8）：10；所述干燥温度为45-65℃，所述低温为40-50℃；步骤S7中所述包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球和复合微生物剂的质量比为10：（12-25）。
作为本发明的进一步改进，具体包括以下步骤：
S1. 二硫代氨基甲酸壳聚糖的制备：将壳聚糖溶于1-3wt%醋酸溶液中，加入碱，搅拌均匀后，控制温度不高于5℃，滴加CS2，控制反应温度不高于40℃，滴加完毕升温至45-65℃搅拌2-4h，停止反应，加入等体积乙醇，过滤，冷冻干燥，得到二硫代氨基甲酸壳聚糖；
S2. 磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球的制备：将钛酸四烷基酯和钛酸酯偶联剂溶于二氯甲烷中，得到油相；将亚铁盐、钴盐、乳化剂和致孔剂溶于水中，得到水相；将所述水相滴加至所述油相中，边搅拌边滴加，滴加完毕后进行乳化，得到乳液，加入7-12wt%四甲基胍的水溶液，调节pH为7.5-8.5，反应得到的纳米球乳液；将所述纳米球乳液离心分离，离心转速为10000-12000r/min，时间为2-4min，45-55℃干燥，煅烧，煅烧温度为450-700℃，时间为2-4h，得到磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球；
S3.营养液的制备：将大豆提取物、玉米提取物、碳源、氮源、无机盐、维生素用无菌水溶解，混合均匀后，用PBS溶液调节pH值为7.0-7.5，紫外线灭菌备用；
S4. 菌种种子液的制备：将好氧细菌接种到高氏培养基中划线，有氧培养，有氧培养条件为氧气的体积分数在25-30%，温度为25-30℃，湿度为55-65%；将厌氧细菌接种到高氏培养基中划线，厌氧培养，厌氧培养的条件为温度为25-30℃，湿度为55-65%，然后分别培养成菌种种子液；
S5. 复合微生物剂的制备：将步骤S4制得的菌种种子液分别接种于步骤S3得到的营养液中，接种好氧细菌的营养液有氧培养1-3天，有氧培养条件为氧气的体积分数在25-30%，温度为25-30℃，湿度为55-65%，接种厌氧细菌的营养液厌氧培养1-3天，厌氧培养的条件为温度为25-30℃，湿度为55-65%，混合后得到复合微生物剂；
S6. 包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球的制备：将步骤S1制得的二硫代氨基甲酸壳聚糖溶于去离子水中，加入步骤S2制得的磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球，超声分散均匀后，40-50℃加热蒸发溶剂至溶剂蒸发完全，得到的纳米球用蒸馏水反复洗涤后，45-65℃干燥，得到包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球；
S7. 复合污水处理剂的制备：将步骤S6制得的包裹二硫代氨基甲酸壳聚糖的磁性球浸泡在步骤S5制得的复合微生物剂中，浸泡1-3天，取出，自然干燥，得到复合污水处理剂。
本发明进一步保护一种上述的制备方法制得的复合污水处理剂。
本发明进一步保护一种上述的复合污水处理剂在处理含重金属、有机污染物、致病微生物的污水中的应用。
本发明具有如下有益效果：本发明壳聚糖分子链上的氨基和CS2、NaOH反应，二硫化碳置换多胺分子N元素上的活性H原子，生成二硫代氨基甲酸壳聚糖，与重金属废水中的重金属离子可以发生配位反应，生成重金属鳌合物沉淀，以Pb2+离子为例，二硫代羧基的S原子上有三对孤对电子，其中两对可以占用 Pb2+的空d轨道，形成配位键，从而易形成正四面体型的结构，这样各电子对之间的互相排斥的力量小，其反应过程如下：
本发明通过溶胶凝胶法-乳液挥发法制备厚壁多孔道二氧化钛中空球，通过控制钛酸四烷基酯的量以及乳化剂的量，实现中空球厚壁的制备，制得的厚壁多孔道二氧化钛中空球粒径在400-1000nm之间，壁厚在50-100nm之间，通过控制致孔剂的种类和比例，比如，致孔剂包括大孔致孔剂和普通致孔剂，其中，在大孔致孔剂的作用下在球表面形成多个50nm以上的大孔，在普通致孔剂作用下，使得表面形成了数条孔道，从而大大提高了纳米球的比表面积；另一方面，本发明制备的中空球壁材为二氧化钛，具有极好的光催化杀菌、抑菌、降解的活性，能够有效去除污水中大量的内分泌干扰素、藻毒素、致病微生物等，净化污水；
本发明制备了一种磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球，二硫代氨基甲酸壳聚糖通过其表面的大孔进入在中空球内并被包裹在其中，将其投入到污水中进行处理时，纳米球内的二硫代氨基甲酸壳聚糖能够缓慢释放出来，起到长效处理的效果，其中，壳聚糖表面的负电中心能够通过静电吸附将污水中的重金属离子吸附在其附近，而壳聚糖上的二硫代氨基上的硫元素、氮元素可以对重金属进行配位螯合，形成沉淀，从而固定污水中的重金属离子；
本发明制备的磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球，由于球壁较厚，普通致孔剂在表面形成多条孔道，显著提高了中空球的比表面积，将中空球浸泡在含有复合微生物剂的营养液中，这些复合微生物剂和营养液进入球表面的孔道内，微生物被固定在孔道中，以及在营养液的存在下，大量增殖，从而形成稳定的微生态，这些微生物分泌的糖蛋白、脂多糖和可溶性缩氨酸等细胞外多聚糖的负电荷基团可以实现对重金属的吸附、絮凝、配位络合、离子交换、静电交感、氧化还原或生成无机微沉淀等，因此，大量重金属离子还可以通过中空球表面微生物进行固定，从而实现对污水的高效处理，另一方面，该复合微生物剂还对有机污染物如持久性有机污染物、酚类化合物、硝基化合物、及染料能够有效快速降解；
本发明在制备二氧化钛中空球时，还添加了铁磁性四氧化三铁和氧化钴类物质，使得该纳米球具有良好的铁磁性，使得该复合污水处理剂在加入污水中进行固定重金属、分解有机物、杀灭致病微生物后，还可以通过磁铁快速去除，从而避免复合污水处理剂在水中造成二次污染，使得该复合污水处理剂更加安全、有效；
本发明制得的复合污水处理剂具有制备方法简单，原料来源广，并制得的复合材料为将二硫代氨基甲酸壳聚糖包裹在磁性厚壁多孔道二氧化钛中空球内，不仅对大部分重金属具有极好的吸附、沉淀、固定的作用，而且，二氧化钛壁材还具有极好的光催化活性，能够有效去除污水中大量的内分泌干扰素、藻毒素、致病微生物等，净化污水，另一方面，球表面固定的微生物还能够有效降解污水中的有机污染物，快速有效净化污水，同时，该复合污水处理剂还具有铁磁性，在完成污水处理作业后，还可以通过磁铁进行去除，更加安全、环保。
发明人：王存建;董锡洪;金峰
