一种污水处理用细菌生物膜及其制备方法与流程

1.本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理用细菌生物膜及其制备方法。


背景技术：

2.随着经济的发展和社会的进步，人们的生活发生了巨大的变化，生活水平不断提升，生活污水越来越多，随着生活污水排入水体，带入了过量的氨氮，超过了水体的环境容量，严重影响了水体的自净能力，导致水质恶化和生态环境结构的破坏，造成水体富营养化，快速消耗水中的氧，使鱼类、浮游生物因缺氧而死亡，严重影响饮用水水源安全以及正常的生活质量，因此控制水体中氮含量是治理富营养化污水的根本。
3.面对氮过量的排放及其污染带来的环境问题，国家环境保护规划在排放总量指标的基础上，增加了氨氮排放总量这个约束性控制指标，同时，《城镇污水处理厂污染物排放标准》对氨氮和总氮也做出了明确规定，氨氮减排的任务以及排放标准日益严格，而目前的污水处理技术存在占地面积大、基建投资高、运行负荷低、去除效果不理想，以及脱氮过程碳源不足、需外加碳源的缺点，已经无法满足现在污水处理的要求，因此开发具有强化脱氮的污水处理方法是非常有必要的。
4.曝气生物滤池是一种新型高效的生物膜污水处理技术，是微生物附着在载体上形成生物膜使废水中的污染物进行降解的技术，载体的合理选择对提高废水处理的效果非常重要。多孔颗粒悬浮载体是目前生物膜法处理废水中的一种新型高效载体填料，它具有微生物附着量大、流化能耗低、处理效率高等多种优点，是未来废水处理载体发展的主要方向之一。目前使用的多孔载体的材料主要为活性炭、沸石、陶瓷球等无机材料，聚氯乙稀、聚苯乙稀、聚丙稀和塑料等有机高分子填料，但无机材料成本较高、加工工艺复杂、填料废弃后处理困难，有机高分子填料降解性差，容易产生二次污染，目前研究人员正在找一种既价格低廉、来源广泛、用后易处理、对环境污染较少，又可以保证污水处理效果的材料。因此，现需要一种能够解决以上问题的多孔载体。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种污水处理用细菌生物膜及其制备方法，所得细菌生物膜比表面积大，挂膜速度快,微生物负载量高，耐冲击性能好, 生物膜不易脱落，可以单独在生物降解池中使用，或与mbr(膜生物反应器)组合运行，吸附降解效率高，使用寿命长。
6.为实现上述目的，本发明所采取的技术方案包括下述项[1]～[4]。
[0007]
[1]一种改性纤维素在制备污水处理用细菌生物膜中的应用。
[0008]
所述改性纤维素是以n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯对纤维素进行接枝改性制得的n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素。
[0009]
n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素的接枝率是14～20％。
[0010]
n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素的制备方法包括：
[0011]
1)将纤维素加入到8～10重量倍的氢氧化钠/尿素混合溶液中，通入氮气， 30～35℃下搅拌1～2h得到碱化纤维素溶液；
[0012]
2)将n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯加入到碱化纤维素溶液中，30～35℃下搅拌15～30min，然后升温至60～65℃搅拌反应1～2.5h；
[0013]
3)反应结束后冷却至室温，用1～2mol/l的盐酸溶液调节ph至中性，用85～ 90％的乙醇溶液沉淀，过滤，洗涤，烘干，得到n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯改性纤维素。
[0014]
进一步地，步骤1)中，氢氧化钠/尿素混合溶液中氢氧化钠的质量分数为5～ 10％，尿素的质量分数为8～10％。
[0015]
进一步地，步骤1)中，搅拌速率为800～1000r/min。
[0016]
进一步地，步骤2)中，n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的添加量是纤维素质量的24.5～30.8％。
[0017]
进一步地，步骤2)中，升温速率为1～3℃/min。
[0018]
进一步地，步骤2)中，搅拌速率为200～400r/min。
[0019]
进一步地，步骤3)中，烘干温度为50～70℃，烘干时间为至少6h。
[0020]
本发明采用上述方案，用n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯对纤维素进行接枝改性，可改善纤维素的内部结构，活性基团的引入使得纤维素的加工性能得到改善，降解速率加快，强度得到提高，以n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯改性纤维素为原料制备细菌生物膜，其具有较高的孔隙率、较大的比表面积与较高的表面粗糙度，不仅有利于水分的吸收和保持，利于微生物进入其中生长繁殖，纤维素表明较多的活性基团还能对附着微生物起到保护作用，加速微生物在载体上的附着、固定及繁殖，促进生物膜的快速形成，还能够减少水利剪切作用对细菌的剪切作用，耐冲击性能好、生物膜不易脱落。
[0021]
[2]一种污水处理用细菌生物膜，包括：
[0022]
功能性微生物；
[0023]
多孔载体，包括项[1]所述的n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素、改性拟薄水铝石粉、氨乙基乙醇胺；以及
[0024]
成膜剂，包括海藻酸钠、聚乙二醇。
[0025]
所述功能性微生物是同步硝化反硝化细菌。
[0026]
所述多孔载体中，
[0027]
n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素的接枝率为14～20％；
[0028]
n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素、改性拟薄水铝石、氨乙基乙醇胺的重量比例为10:2～3:4～5；
[0029]
改性拟薄水铝石粉、氨乙基乙醇胺的添加重量比为1:1.5～2。
[0030]
所述成膜剂中，
[0031]
海藻酸钠的重均分子量是50～100万；
[0032]
聚乙二醇的分子量是800～2000；
[0033]
海藻酸钠、聚乙二醇的质量比为1:8～10。
[0034]
本发明以n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素为主要原料，结合改性拟薄水铝石粉、氨乙基乙醇胺制备多孔载体，并用海藻酸钠、聚乙二醇对功能性微生物进行包
埋制得生物膜载体，具有丰富的微孔结构，比表面积高，为微生物吸附提供了合适的生长环境，有利于微生物的快速挂膜，力学性能好；利用海藻酸钠进行包埋处理，不仅有助于提高生物膜载体的稳定性，防止微生物的流失，成膜剂还起到保护、缓冲的作用，稳定性高，同时，可进一步提高生物膜载体的强度，大大提高了使用寿命。
[0035]
进一步地，所述改性拟薄水铝石粉是钛酸酯偶联剂改性拟薄水铝石，具体是将拟薄水铝石粉与质量分数为4～8％的钛酸酯偶联剂溶液混合搅拌15～30min，搅拌速率为300～500r/min，然后过滤、60～80℃下干燥后制得改性拟薄水铝石粉。
[0036]
更进一步地，所述钛酸酯偶联剂是异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丙基三 (二辛基焦磷酰基)钛酸酯、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯中的任一种。
[0037]
多孔载体中添加改性拟薄水铝石粉，与氨乙基乙醇胺的复配添加具有协同作用，能够调控生物载体的微孔结构，增大比表面积，提高微生物负载量，提高吸附降解性能，还具有良好的补强效果，可明显提高材料的力学性能，增强其稳定性。
[0038]
[3]项[2]所述污水处理用细菌生物膜的制备方法，包括：
[0039]
1)将改性拟薄水铝石粉、氨乙基乙醇胺加入到足量质量分数为1～3％的氢氧化钾溶液中，高速搅拌0.5～1h，加入n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素，升温至60～70℃浸渍1～2h，通入氮气，然后升温至200～230℃活化3～ 5h，冷却至室温，水洗、干燥得到多孔载体，将多孔载体分散于水中制得质量分数为40～60％的多孔载体溶液；
[0040]
2)将同步硝化反硝化细菌进行培养后，离心收集菌体，并制备成菌浓度高于 4
×
109cfu/ml的菌悬液，将多孔载体溶液与菌悬液混合均匀，35～40℃下真空浓缩至固含量≥75％，自然风干，得到固定化前体物质；
[0041]
3)将海藻酸钠、聚乙二醇混合分散于10～12重量倍的去离子水中配置成混合溶液，得到包埋剂；
[0042]
4)将包埋剂与固定化前体物质混合均匀后，待包埋剂在固定化前体物质表面呈半凝固状态时，用注射器滴入到氯化钙溶液中交联16～24h，形成球形颗粒，然后用去离子水冲洗，得到污水处理用细菌生物膜。
[0043]
进一步地，步骤1)中，高速搅拌速率不低于1000r/min。
[0044]
进一步地，步骤1)中，升温速率为5～10℃/min。
[0045]
进一步地，步骤1)中，干燥是指在50～70℃的真空干燥箱中干燥至少6h。
[0046]
进一步地，步骤2)中，多孔载体溶液与菌悬液的重量比为1:2～3。
[0047]
进一步地，步骤4)中，包埋剂与固定化前体物质的重量比是2～4:1。
[0048]
进一步地，步骤4)中，滴入的速率是5～10g/min。
[0049]
进一步地，步骤4)中，氯化钙溶液的质量分数为2.5～5％。
[0050]
本发明通过采用上述技术方案制得细菌生物膜，制备方法简单，制得的细菌生物膜具有丰富的微孔结构，比表面积高，表面粗糙度高，为微生物吸附提供了合适的生长环境，挂膜速率快，且生物膜稳定性高，不易脱落，细菌生物膜力学性能好，使用寿命长。
[0051]
[4]项[2]、[3]任一项所述污水处理用细菌生物膜在生活污水处理中的应用，包括将项[2]、[3]任一项所述污水处理用细菌生物膜置于生物降解池中和/或与 mbr组合运行。
[0052]
进一步地，所述污水处理用细菌生物膜在生活污水处理中的应用中，污水处理用细菌生物膜的填充率为10～30％。
[0053]
本发明的有益效果为：
[0054]
1)本发明以n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素为主要原料，结合改性拟薄水铝石粉、氨乙基乙醇胺制备多孔载体，并用海藻酸钠、聚乙二醇包埋制得生物膜载体，具有丰富的微孔结构，比表面积高，为微生物吸附提供了合适的生长环境，有利于微生物的快速挂膜，吸附降解能力强，力学性能好；采用海藻酸钠进行包埋处理，不仅有助于提高生物膜载体的稳定性，防止微生物的流失，成膜剂还起到保护、缓冲的作用，避免微生物与废水直接接触，出现大量死亡、失活的现象，同时，可进一步提高生物膜载体的强度，大大提高了使用寿命；
[0055]
2)本发明中，改性拟薄水铝石粉、氨乙基乙醇胺的添加具有协同作用，其具有良好的补强效果，可明显提高材料的力学性能，增强其稳定性，还可以增加微生物的负载量，从而提高吸附降解性能；
[0056]
3)本发明中，用n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯对纤维素进行改性，改性后的纤维素加工性能得到改善，降解速率加快，提高了纤维素的强度，以n
‑
(2
‑ꢀ
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯改性纤维素为原料制备细菌生物膜，空隙大，比表面积大，表面粗糙度高，不仅有利于水分的吸收和保持，而且能够对附着微生物起到直接的屏蔽保护作用，有效加速微生物在载体上的初始附着及固定，从而能够促进载体表面初期生物膜的形成，且能够减少水利剪切作用对细菌的剪切作用，耐冲击性能好、生物膜不易脱落。
附图说明
[0057]
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
[0058]
图1是本发明实施例1的n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素的 ftir图；a表示纤维素，b表示n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素；
[0059]
图2是本发明污水处理用细菌生物膜的压缩强度测试结果示意图；
[0060]
图3是本发明污水处理用细菌生物膜的挂膜率测试结果示意图。
具体实施方式
[0061]
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语，具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
[0062]
本发明中，硝化细菌和反硝化细菌购买自广州市安健环工程咨询有限公司。
[0063]
以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。
[0064]
实施例1：一种污水处理用细菌生物膜：
[0065]
本实施例提供了一种污水处理用细菌生物膜，具体经由下述方法制备得到：
[0066]
1)制备n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯改性纤维素：将纤维素加入到9重量倍的氢氧化钠/尿素混合溶液(混合溶液中，氢氧化钠质量分数为10％，尿素的质量分数为10％)中，通入氮气，30℃、1000r/min下搅拌2h得到碱化纤维素溶液；将n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯(添加量是纤维素质量的28％)加入到碱化纤维素溶液中，30℃、400r/min下
搅拌30min，以3℃/min的速率升温至60℃搅拌反应2h；反应结束后冷却至室温，用1mol/l的hcl溶液调节ph至中性，用90％的乙醇溶液沉淀，过滤，洗涤，60℃下烘干得到n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基) 氨基甲酸酯改性纤维素，其ftir图如附图1所示，观察图1可以看出，改性后的纤维素(曲线b)出现
‑
c＝o、
‑
nh的特征峰，表明改性纤维素生成；
[0067]
2)制备改性拟薄水铝石粉：将拟薄水铝石粉与质量分数为6％的异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯溶液混合搅拌20min，搅拌速率为400r/min，然后过滤、70℃下干燥即得改性拟薄水铝石粉；
[0068]
3)制备多孔载体：将改性拟薄水铝石粉、氨乙基乙醇胺加入到足量质量分数为3％的氢氧化钾溶液中，1000r/min转速下搅拌1h，加入n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基) 氨基甲酸酯接枝纤维素，n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素、改性拟薄水铝石粉、氨乙基乙醇胺的添加重量比为10:2.5:4.5，60℃下浸渍2h，通入氮气，升温至220℃活化4h，然后冷却、水洗、干燥得到多孔载体，将多孔载体分散于水中制获得质量分数为50％的多孔载体溶液；
[0069]
4)制备固定化前体物质：将同步硝化反硝化菌种进行培养后，离心收集菌体，并制备成20wt％的菌悬液，将多孔载体溶液与菌悬液按照重量比1:2.5混合均匀， 35℃真空浓缩至固含量≥75％，自然风干，得固定化前体物质；
[0070]
5)制备包埋剂：将海藻酸钠(重均分子量80万)、聚乙二醇(分子量是1000) 按照1:9混合，分散于10重量倍的去离子水中配置成混合溶液，冷却到45℃，得到包埋剂；
[0071]
6)制备细菌生物膜：将包埋剂与固定化前体物质按照重量比3:1混合均匀后，待包埋剂在固定化前体物质表面呈半凝固状态时，用注射器加入到质量分数为 4％的氯化钙的溶液中交联24h，然后用去离子水冲洗，得到污水处理用细菌生物膜。
[0072]
实施例2：另一种污水处理用细菌生物膜：
[0073]
本实施例提供了另一种污水处理用细菌生物膜载体，其制备方法与实施例1 基本相同，不同之处在于本实施例中，制备n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯改性纤维素过程中，n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的添加量是纤维素质量的 20％。
[0074]
实施例3：另一种污水处理用细菌生物膜：
[0075]
本实施例提供了另一种污水处理用细菌生物膜载体，其制备方法与实施例1 基本相同，不同之处在于本实施例中，制备n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯改性纤维素过程中，n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的添加量是纤维素质量的 24.5％。
[0076]
实施例4：另一种污水处理用细菌生物膜：
[0077]
本实施例提供了另一种污水处理用细菌生物膜载体，其制备方法与实施例1 基本相同，不同之处在于本实施例中，制备n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯改性纤维素过程中，n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的添加量是纤维素质量的 30.8％。
[0078]
实施例5：另一种污水处理用细菌生物膜：
[0079]
本实施例提供了另一种污水处理用细菌生物膜载体，其制备方法与实施例1 基本相同，不同之处在于本实施例中，制备n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯改性纤维素过程中，n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯的添加量是纤维素质量的 40％。
[0080]
实施例6：另一种污水处理用细菌生物膜：
[0081]
本实施例提供了另一种污水处理用细菌生物膜载体，具体经由下述方法制备得到：
[0082]
1)制备改性拟薄水铝石粉：其步骤与实施例1的步骤2)相同；
[0083]
2)制备多孔载体：其步骤与实施例1的步骤3)相同，不同之处在于，利用纤维素代替n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯改性纤维素；
[0084]
3)制备固定化前体物质：其步骤与实施例1的步骤4)相同；
[0085]
4)制备包埋剂：其步骤与实施例1的步骤5)相同；
[0086]
5)制备细菌生物膜：其步骤与实施例1的步骤6)相同。
[0087]
实施例7：另一种污水处理用细菌生物膜：
[0088]
本实施例提供了另一种污水处理用细菌生物膜载体，其制备方法与实施例1 基本相同，不同之处在于本实施例中，多孔载体中未添加氨乙基乙醇胺。
[0089]
实施例8：另一种污水处理用细菌生物膜：
[0090]
本实施例提供了另一种污水处理用细菌生物膜载体，其制备方法与实施例1 基本相同，不同之处在于本实施例中，改性拟薄水铝石粉、氨乙基乙醇胺的添加重量比为1:1.5。
[0091]
实施例9：另一种污水处理用细菌生物膜：
[0092]
本实施例提供了另一种污水处理用细菌生物膜载体，其制备方法与实施例1 基本相同，不同之处在于本实施例中，改性拟薄水铝石粉、氨乙基乙醇胺的添加重量比为1:2。
[0093]
实施例10：另一种污水处理用细菌生物膜：
[0094]
本实施例提供了另一种污水处理用细菌生物膜载体，
[0095]
1)制备n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯改性纤维素：其步骤与实施例1的步骤1)相同；
[0096]
2)制备多孔载体：其步骤与实施例1的步骤3)基本相同，不同之处在于，利用拟薄水铝石粉代替改性拟薄水铝石粉；
[0097]
3)制备固定化前体物质：其步骤与实施例1的步骤4)相同；
[0098]
4)制备包埋剂：其步骤与实施例1的步骤5)相同；
[0099]
5)制备细菌生物膜：其步骤与实施例1的步骤6)相同。
[0100]
实施例11：另一种污水处理用细菌生物膜：
[0101]
本实施例提供了另一种污水处理用细菌生物膜载体，其制备方法与实施例 10基本相同，不同之处在于本实施例中，不添加拟薄水铝石粉。
[0102]
实验例1：
[0103]
以实施例1～5提供的n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝后的纤维素为实验对象，进行接枝率测试，并通过下述公式(1)计算接枝率(gd/％)，
[0104][0105]
式(1)中，m1—n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝后的纤维素的质量，m0—未经n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝的纤维素的质量。
[0106]
经测试，实施例1～5提供的n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素的接枝率分别为18.6％、13.2％、14％、20％、23.7％，其中，实施例1、3和4 提供的n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯接枝纤维素的接枝率符合本发明的要求，以此为原料制得的污水处理用细菌生物膜载体的性能优异。
[0107]
实验例2：
[0108]
以实施例1～11中提供的多孔载体为实验对象，进行孔径、孔隙率、比表面积测试；
[0109]
孔径大小采用xts30型光学显微镜来测定；
[0110]
孔隙率采用称重法测量成品纤维素载体的孔隙率(ε)，并按照公式(2)计算得到：
[0111][0112]
式(2)中，m1—载体湿重，m0—载体干重，ρ—水的密度，n—每克载体吸收的水分质量，v—载体的湿润体积；
[0113]
比表面积采用bet法测定，并按照公式(3)、(4)计算得到比表面积(sg)；
[0114][0115]
式(3)中，w
m
—样品所有表面铺满单分子层时所需吸附气体质量；w
mol
—吸附气体的摩尔质量；
[0116][0117]
式(4)中，v
cal
—校正体积；a—样品积分仪读数；a
cal
—校正积分仪读数；pa —大气压；m—吸附剂摩尔质量；t—温度；r—气体摩尔常数 8210m3·
pa
·
mol
‑1·
k
‑1。
[0118]
测试结果如表1所示。
[0119]
表1多孔载体的孔径、孔隙率、比表面积
[0120]
实施例孔径(μm)孔隙率(％)比表面积(m2/g)121667.58.57220652.16.05321265.78.03421767.28.36519863.57.43620846.84.41721251.15.12821465.47.61921064.78.011020856.76.231120652.35.37
[0121]
如表1所示，本发明提供的多孔载体的平均孔径在200μm左右，优选实施例1多孔载体达到69.2％，比表面积达到8.57m2/g，孔隙率高，比表面积大，可以为微生物吸附提供了合适的生长环境，有利于生物膜的形成，从而达到较高的脱氮效率；对比实施例1和6可以看出，n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯对纤维素的接枝改性，有利于提高多孔载体的孔隙率和比表面积，从而提高脱氮效率；对比实施例1、7～11可以看出，改性拟薄水铝石粉和氨乙基乙醇胺之间具有协同作用，可能够调控生物载体的微孔结构，增大比表面积。
[0122]
实验例3：
[0123]
实施例1～11提供的污水处理用细菌生物膜为实验对象，利用微型宽频拉
‑ꢀ
扭疲
劳实验机测量载体的压缩强度。测试结果如图2所示。
[0124]
如图2所示，本发明细菌生物膜的强度最高达6.87mpa，压缩强度高，这说明本发明提供的生物膜载体抗水冲击性能好，使用寿命长；对比实施例1～6可以看出，n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯对纤维素的接枝改性可明显提高载体的压缩强度，对比实施例1、7～11可以看出，改性拟薄水铝石粉和氨乙基乙醇胺之间具有协同作用，两者以一定比例添加可明显提高其压缩强度，从而提高使用寿命。
[0125]
实验例4：
[0126]
以实施例1～11提供污水处理用细菌生物膜为实验对象，测试其附着生物膜量，测试方法如下：
[0127]
实验中采用人工合成有机废水，以葡萄糖作为碳源，以nh4cl和kh2po4分别提供n和p(c:n:p＝100:5:1)；挂膜实验中的接种污泥取自浙江省杭州市某污水处理厂(mlss＝5000mg/l)，将生物膜载体置于2l的烧杯中，连续曝气48h 后取出，于105℃下烘干至恒重，并用公式(5)计算挂膜率(g)：
[0128][0129]
式(5)中，m1—原生物膜载体质量；m2挂膜后生物膜载体质量。
[0130]
测试结果如图3所示。
[0131]
如图3所示，本发明提供的细菌生物膜在48h后挂膜率达247.5％，这表明的经本发明所述方法制备得到的生物膜载体挂膜速度快，生物膜量大；还可以看出，相比未改性的纤维素(实施例6)，经n
‑
(2
‑
环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯改性后制备得到的生物膜载体的生物膜生长速率快，生物膜量高，对比实施例1、7～ 11，拟薄水铝石粉和氨乙基乙醇胺之间具有协同作用，可明显提高挂膜速度，增加微生物的负载量。
[0132]
实验例5：
[0133]
以实施例1～11提供污水处理用细菌生物膜为实验对象，将其应用于曝气生物滤池中，接种污泥mlss：4000mg/l，采用人工合成的模拟生活污水作为原水，模拟原水由葡萄糖、nh4cl、kh2po4、nahco3配制而成，原水cod含量400mg/l， nh
4
‑
n：65mg/l；反应条件(微孔曝气)do＝1.2mg/l，ph＝6.8，hrt＝6h，温度 t＝25℃；反应器容积150l，细菌生物膜添加率(堆积体积30％)；运行方式混合液在反应池经过6h停留后，混合液出流至沉淀池，沉淀后污泥经回流(回流比 100％)；参考hj828
‑
2017测定cod含量，参考hj535
‑
2009纳氏试剂分光光度法测试氨氮、总氮含量。
[0134]
cod含量、氨氮、总氮去除率的测试结果如表2所示。
[0135]
表2污水处理用细菌生物膜的cod去除率、氨氮、总氮去除率
[0136]
实施例cod去除率(％)氨氮去除率(％)总氮去除率(％)193.794.290.3286.384.780.4390.591.486.2494.193.488.4590.290.883.8680.478.965.7
785.784.481.8890.691.188.0991.792.389.51089.287.284.91187.184.882.7
[0137]
如表2所示，经过连续10天的实验，本发明提供的细菌生物膜的cod去除率最高达94.1％，氨氮去除率最高达94.2％，总氮去除率最高达90.3％，这表明经本发明所述方案提供的生物膜的吸附降解效率高，还可以看出，n
‑
(2
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环氧乙烷基甲基)氨基甲酸酯对纤维素的改性，可大幅度提高其降解效率，这主要是因为纤维素经改性后，表面引入大量酰胺基、酯基等基团，可有效加速微生物在载体上的初始附着及固定，从而能够促进载体表面生物膜的形成，提高其降解效率；此外，改性拟薄水铝石粉和氨乙基乙醇胺对材料的吸附降解效率也具有一定的影响，这说明两者之间具有协同作用，可提高挂膜速度，增加微生物的负载量，从而提高吸附降解效率。
[0138]
上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。虽然上述具体实施方式已经显示、描述并指出应用于各种实施方案的新颖特征，但应理解，在不脱离本公开内容的精神的前提下，可对所说明的装置或方法的形式和细节进行各种省略、替换和改变。另外，上述各种特征和方法可彼此独立地使用，或可以各种方式组合。上述许多实施方案包括类似的组分，并且因此，这些类似的组分在不同的实施方案中可互换。虽然已经在某些实施方案和实施例的上下文中公开了本发明，但本领域技术人员应理解，本发明可超出具体公开的实施方案延伸至其它的替代实施方案和/或应用以及其明显的修改和等同物。因此，本发明不旨在受本文优选实施方案的具体公开内容限制。