公布日：2024.01.30
申请日：2023.10.31
分类号：C02F3/10(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本申请提供了一种基于COD降解菌的污水处理剂及其制备方法，该方法，包括以下步骤：S10：将多孔二氧化硅与多巴胺反应，得到亲水多孔二氧化硅；S20：将β‑环糊精与次氯酸钠反应，得到羧基化β‑环糊精；S30：将所述羧基化β‑环糊精进行活化后，与亲水多孔二氧化硅反应，得到改性多孔二氧化硅；S40：将所述改性多孔二氧化硅、可溶性钙盐与COD降解菌菌液混合，在所述改性多孔二氧化硅上螯合钙离子并负载COD降解菌，得到污水处理剂。该方法得到的污水处理剂与EPS具有良好的吸附效果，可以进一步提高污水处理剂对COD降解菌的粘附和聚集，保证其对污染物的降解活性，有效降低污水的COD。
权利要求书
1.一种用于制备基于COD降解菌的污水处理剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：S10：将多孔二氧化硅与多巴胺反应，得到亲水多孔二氧化硅；S20：将β-环糊精与次氯酸钠反应，得到羧基化β-环糊精；S30：将所述羧基化β-环糊精进行活化后，与亲水多孔二氧化硅反应，得到改性多孔二氧化硅；S40：将可溶性钙盐溶解于COD降解菌菌液得到混合液，再将改性多孔二氧化硅分散于所述混合液中，搅拌3~12h，以得到污水处理剂，其中，所述COD降解菌为质量比为5:1~2:1~2的高地芽孢杆菌CICC25147、芽孢杆菌属CICC10487、类芽胞杆菌属CICC23447。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔二氧化硅的比表面积为50~500m2/g。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S10具体包括：将多孔二氧化硅浸没于pH=7.5~9、0.1~1mol/L的多巴胺水溶液中，反应6~12h得到亲水多孔二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S20具体包括：将10质量份β-环糊精、0.5~2质量份次氯酸钠分散于70~100质量份乙醇中，在40~60℃下反应1~3h，得到羧基化β-环糊精。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S30具体包括：将10质量份羧基化β-环糊精、0.1~0.3质量份EDC、0.1~0.3质量份NHS分散于pH=4~8的缓冲液中，活化2~5h；活化结束后加入30~100质量份亲水多孔二氧化硅，反应1~3h，得到改性多孔二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S40中，所述混合液中钙离子的浓度为0.5~2mol/L，所述COD降解菌菌液的OD600为0.8~1.2，所述改性多孔二氧化硅与混合液的用量比为1g：5~50mL。
7.一种基于COD降解菌的污水处理剂，其特征在于，根据权利要求1~6任一项所述的方法制备得到。
8.一种用于污水处理的方法，其特征在于，包括：将根据权利要求1~6任一项所述的方法制备得到的污水处理剂或权利要求7所述的污水处理剂加入污水中，得到处理后的污水。
发明内容
本申请提供了一种基于COD降解菌的污水处理剂及其制备方法，该污水处理剂可以有效降低污水的COD。
第一方面，本发明提供了一种用于制备基于COD降解菌的污水处理剂的方法，包括以下步骤：
S10：将多孔二氧化硅与多巴胺反应，得到亲水多孔二氧化硅；
S20：将β-环糊精与次氯酸钠反应，得到羧基化β-环糊精；
S30：将所述羧基化β-环糊精进行活化后，与亲水多孔二氧化硅反应，得到改性多孔二氧化硅；
S40：将所述改性多孔二氧化硅、可溶性钙盐与COD降解菌菌液混合，在所述改性多孔二氧化硅上螯合钙离子并负载COD降解菌，得到污水处理剂。
根据本申请，以多孔二氧化硅作为基础载体，利用多巴胺自聚合机制在表面得到亲水的聚多巴胺层，聚多巴胺层表面的氨基进一步与羧基化β-环糊精反应，通过酰胺键与羧基化β-环糊精枝接得到改性多孔二氧化硅，通过聚多巴胺与羧基化β-环糊精两者协同螯合作用，能同时有效固定COD降解菌和钙离子，得到污水处理剂。由于COD降解菌能够产生胞外聚合物(EPS)，且钙离子能够有效促进COD降解菌分泌EPS，污水处理剂与EPS具有良好的吸附效果，可以进一步提高污水处理剂对COD降解菌的粘附和聚集，保证其对污染物的降解活性，有效降低污水的COD。
在一些实施方式中，所述多孔二氧化硅的比表面积为50～500m2/g。
在一些实施方式中，所述步骤S10具体包括：
将多孔二氧化硅浸没于pH＝7.5～9、0.1～1mol/L的多巴胺水溶液中，反应6～12h得到亲水多孔二氧化硅。
在一些实施方式中，所述步骤S20具体包括：
将10质量份β-环糊精、0.5～2质量份次氯酸钠分散于70～100质量份乙醇中，在40～60℃下反应1～3h，得到羧基化β-环糊精。
在一些实施方式中，所述步骤S30具体包括：
将10质量份羧基化β-环糊精、0.1～0.3质量份EDC、0.1～0.3质量份NHS分散于pH＝4～8的缓冲液中，活化2～5h；活化结束后加入30～100质量份亲水多孔二氧化硅，反应1～3h，得到改性多孔二氧化硅。
在一些实施方式中，所述步骤S40具体包括：
将可溶性钙盐溶解于COD降解菌菌液得到混合液，再将改性多孔二氧化硅分散于所述混合液中，搅拌3～12h，以得到污水处理剂。
在一些实施方式中，所述步骤S40中，所述混合液中钙离子的浓度为0.5～2mol/L，所述COD降解菌菌液的OD600为0.8～1.2，所述改性多孔二氧化硅与混合液的用量比为1g：5～50mL。
在一些实施方式中，所述步骤S40中，所述COD降解菌为质量比为5:1～2:1～2的高地芽孢杆菌CICC25147、芽孢杆菌属CICC10487、类芽胞杆菌属CICC23447。
第二方面，本申请提供了一种基于COD降解菌的污水处理剂，根据第一方面任一实施方式所述的方法制备得到。
第三方面，本申请提供了一种用于污水处理的方法，包括：将根据第一方面任一实施方式所述的方法制备得到的污水处理剂或第二方面任一实施方式所述的污水处理剂加入污水中，得到处理后的污水。
（发明人：郭芳坤;薛飞;宋迪;谭江玲;王志宽;余刚）
