具有氨氮消减功能的浮岛的制作方法与流程

本发明涉及水体污染治理，尤其涉及一种具有氨氮消减功能的制作方法。

背景技术：

1、在水体污水治理中，通过微生物对水体中的氨氮进行硝化和反硝化作用，使氨氮通过多步反应形成氮气，从而达到通过微生物治理水体中氨氮过多产生污染的目的；其中，硝化反应需要通过硝化细菌进行，而反硝化反应需要通过反硝化细菌进行；硝化细菌是好氧菌，而反硝化细菌是厌氧菌，由于两种细菌的性质差异，现有技术通常将两种细菌进行分区，分别培养，例如设置相互独立的缺氧池和好氧池，好样池中，硝化细菌将氨氮转化为硝酸盐；缺氧池中，反硝化细菌利用硝酸盐和有机物进行脱氮；这是因为在同步硝化反硝化系统中，反硝化菌(降解有机物)与硝化菌(转化氨氮)竞争溶解氧和附着载体，导致硝化效率下降；但是上述将硝化细菌和反硝化细菌分池处置的方案并不适用于湖泊的水体中的氨氮消减，更适用于水厂的流水线处理；特别是湖泊水体本身难以控温，硝化细菌在水温低至5℃以下时，容易因休眠而导致氨氮消减反应能力的下降，因此，亟需针对湖泊的特点，设计一种适用于湖泊环境的微生物氨氮消减的技术方案，能够解决湖泊低水温时氨氮消减效率下降的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：设计一种适用于湖泊环境的微生物氨氮消减的技术方案，能够解决湖泊低水温时氨氮消减效率下降的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、具有氨氮消减功能的浮岛的制作方法，其特征在于，包括：

4、制作浮岛本体，浮岛本体包括漂浮体，以及连接于漂浮体下部的第一连接板，以及通过连接件连接于第一连接板下方的第二连接板，第一连接板平行于第二连接板，第一连接板下部安装有第一电磁铁阵列，第二连接板上部安装有第二电磁铁阵列，漂浮体上连接有脉冲交变磁场发生装置，脉冲交变磁场发生装置连接于第一电磁铁阵列和第二电磁铁阵列，用于使第一连接板和第二连接板之间形成脉冲交变磁场；

5、在第二连接板的下部设置多孔材质的固定床，将反硝化细菌固定在固定床；

6、制作多孔磁性载体，将硝化细菌固定于多孔磁性载体，制得固定化硝化细菌，将固定化硝化细菌投放至第一连接板和第二连接板之间的脉冲交变电场中。

7、进一步，上述具有氨氮消减功能的浮岛的制作方法中，制作多孔磁性载体包括：制作生物炭/石墨烯复合体，将粒径为1-5μm的钕铁硼粉末与生物炭/石墨烯复合体按照1∶10的质量比混合，在180℃下水热反应12小时，形成多孔磁性载体；在多孔磁性载体表面用聚多巴胺涂层进行修饰，涂层厚度为10-20nm，将多孔磁性载体浸入0.5mol/l naoh溶液处理2小时；多孔磁性载体表面涂覆海藻酸钠-甜菜碱微球。

8、进一步，上述具有氨氮消减功能的浮岛的制作方法中，将硝化细菌固定于磁性固定化载体，制得固定化硝化细菌具体包括以下步骤：将冻存的硝化细菌接种至培养基，摇床培养至对数生长期，将多孔磁性载体浸入ph＝7.5的磷酸盐缓冲液中，超声处理去除杂质，干燥，灭菌后，将多孔磁性载体与硝化菌液混合，加入海藻酸钠作为粘附促进剂，25℃静置吸附4小时，期间每30min振荡1min；配制2％ cacl2溶液，含0.5％戊二醛，缓慢滴加至菌-载体混合体系，4℃交联2小时；将固定化载体浸入新鲜硝化菌培养基，30℃循环曝气培养48小时，促进菌体分泌胞外聚合物形成生物膜；用0.1％壳聚糖溶液涂覆载体表面，60℃烘干30分钟，得到固定化硝化细菌。

9、进一步，上述具有氨氮消减功能的浮岛的制作方法中，固定床的材质选用多孔聚乙烯泡沫，孔径为50-200μm，孔隙率＞90％。

10、进一步，上述具有氨氮消减功能的浮岛的制作方法中，将反硝化细菌固定在固定床包括：

11、将反硝化菌悬液泵入固定床，循环2小时，注入1％海藻酸钠溶液，4℃静置6小时形成凝胶膜，用0.1m cacl2溶液固化30分钟。

12、本发明的有益效果在于：通过在浮岛结构中，设置了相互平行的第一连接板和第二连接板，通过在第一连接板和第二连接板之间施加脉冲交变磁场，并将硝化细菌固定在磁性载体颗粒上，通过使磁性载体颗粒在脉冲交变磁场中持续移动，提升了硝化细菌降解水中氨氮的效率，通过第一连接板和第二连接板实现了硝化细菌和反硝化细菌的分区固定，避免硝化反应和反硝化反应的相互干扰，在水温较低时，通过脉冲交变磁场作用，使固定在磁性多孔载体的硝化细菌能够保持活性，避免进入休眠，使得在低温下保持很好的氨氮消减性能，本发明涉及的浮岛结构能够利用漂浮体灵活地漂浮在湖泊中，便于对湖泊中不同位置的水体进行针对性的氨氮消减，能够有效解决湖泊低水温时氨氮消减效率下降的问题。

1.具有氨氮消减功能的浮岛的制作方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的具有氨氮消减功能的浮岛的制作方法，其特征在于，制作多孔磁性载体包括：制作生物炭/石墨烯复合体，将粒径为1-5μm的钕铁硼粉末与生物炭/石墨烯复合体按照1∶10的质量比混合，在180℃下水热反应12小时，形成多孔磁性载体；在多孔磁性载体表面用聚多巴胺涂层进行修饰，涂层厚度为10-20nm，将多孔磁性载体浸入0.5mol/lnaoh溶液处理2小时；多孔磁性载体表面涂覆海藻酸钠-甜菜碱微球。

3.根据权利要求1所述的具有氨氮消减功能的浮岛的制作方法，其特征在于，将硝化细菌固定于磁性固定化载体，制得固定化硝化细菌具体包括以下步骤：将冻存的硝化细菌接种至培养基，摇床培养至对数生长期，将多孔磁性载体浸入ph＝7.5的磷酸盐缓冲液中，超声处理去除杂质，干燥，灭菌后，将多孔磁性载体与硝化菌液混合，加入海藻酸钠作为粘附促进剂，25℃静置吸附4小时，期间每30min振荡1min；配制2％cacl2溶液，含0.5％戊二醛，缓慢滴加至菌-载体混合体系，4℃交联2小时；将固定化载体浸入新鲜硝化菌培养基，30℃循环曝气培养48小时，促进菌体分泌胞外聚合物形成生物膜；用0.1％壳聚糖溶液涂覆载体表面，60℃烘干30分钟，得到固定化硝化细菌。

4.根据权利要求1所述的具有氨氮消减功能的浮岛的制作方法，其特征在于，固定床的材质选用多孔聚乙烯泡沫，孔径为50-200μm，孔隙率＞90％。

5.根据权利要求1所述的具有氨氮消减功能的浮岛的制作方法，其特征在于，将反硝化细菌固定在固定床包括：