一种废弃生物质与石油降解菌复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于石油污染修复技术领域，公开了一种环境友好型的废弃生物质与石油降解菌复合吸油材料的制备方法与应用。将复合修复材料添加到含油污染废水中，充分混匀，待10s后将吸完油后的材料过滤取出，完成废水中的石油去除。与同条件下制备的纯生物质吸油材料相比，复合吸油材料除了吸附效率快、吸附量大以外，最大的优势是该复合材料上的石油降解菌株和菌酶能将油类物质分解为二氧化碳、水和无害的小分子有机物，解决了在后续过程中油可能会从吸附材料上解析后造成二次污染问题。所述吸油复合材料为废弃的茶叶渣、巨菌草等生物质材料，材料易得，成本较低且绿色环保，制备过程操作简单，可大批量制备，用于商业用途，且吸油过程操作简单，吸油效率高，10s可完成吸附过程，石油降解菌将石油降解，从根本上完成污染修复，无二次污染。无二次污染。无二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种废弃生物质与石油降解菌复合材料的制备方法


[0001]本专利技术属于石油烃污染修复
，具体涉及一种环境友好型的废弃生物质与石油降解菌复合吸油材料的制备方法与该复合材料吸附降解石油的应用。

技术介绍

[0002]近年来石油泄露及工业含油污水导致的水体污染对生态环境造成了严重破坏，快速、高效收集水面污油及油水分离技术是当下研究热点。目前使用吸油材料处理渗漏的油是一种比较科学的方法，它能够吸收油污，并将其保留在吸附介质的空隙之中，这样不仅能够达到清污除油的目的，而且还能够回收，比较经济环保。
[0003]采用传统吸附材料如活性炭、粘土、木材对油类进行吸附处理是一种有效的油水分离方法，但是油水选择性较差。此外，还有用高分子合成多孔材料进行油污处理，如低密度的空间多孔气凝胶、改性海绵体及金属泡沫等，虽然这些材料具有良好的油水分离性能，但制备成本高、自然降解差，难以工业化生产应用，也有用聚丙烯、聚酯、聚酰胺等合成纤维材料应用于油污过滤，但由于后处理会造成二次污染，使其应用受到制约。植物纤维具有资源丰富、成本低廉、操作简单、可自然降解、可再生的优点，在油污处理领域有很好的应用前景。
[0004]专利CN112981571A公开了一种聚酯短纤吸油材料的制备方法，步骤包括聚酯熔体计量、混合、成形；熔体冷却；纺丝组件；卷绕落桶；短纤维后加工；热定型；切断。这种技术制备过程及其复杂，且能耗较高。专利CN104987523A 公开了一种聚合物微发泡薄膜的制备方法，该专利是采用在饱和以后直至超临界流体释放至常压的整个过程中，均进行超声处理，因超声时间过长，从而产生空化效应，因此使得泡孔生长过程中造成泡孔坍塌，导致制得的薄膜材料力学强度较低，无法多次循环使用，因此该专利中公开的方法也不能用于油污吸附材料的制备。专利CN112961395A公开了一种高发泡倍率PLA/PBAT/Talc复合发泡吸油材料的制备方法，本专利技术采用预先高温热处理待发泡的薄板材料的目的在于消除薄板材料自身热历史对后续泡孔成核的影响，随后降温至薄板材料结晶温度以上进行饱和，能够有效降低材料结晶对泡孔成核、长大过程的影响，利用本专利技术方法能够制备的发泡材料具有较高的泡孔成核密度。但该制备方法步骤复杂，同时成本较高，不是一种经济节能的环境友好型吸油材料。专利CN109574007A公布了一种利用真菌预处理制备高比表面积多孔炭材料的方法，有效地强化生物质的多孔特性，定向增加前体材料的微孔比例或者介孔比例，从而提升材料的比表面积和孔结构的可调控性。证明了生物质作为吸油材料的原始材料优越性，但对后续吸附到材料上的石油的处理问题还有待解决。
[0005]因此，石油泄露及工业含油污水导致的水体污染对生态环境造成了严重破坏，亟需快速、高效收集水面污油及油水分离技术，需要找到一种高效低成本的吸油材料，且能后续处理掉吸附在吸油材料的油类物质，避免因油类物质解吸附后造成的二次污染风险。
[0006]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的目的在于提供一种环境友好型的废弃生物质与石油降解菌复合吸油材料的制备方法与应用。该复合材料上的石油降解
菌株和菌酶能将油类物质分解为二氧化碳、水和无害的小分子有机物，无二次污染。

技术实现思路

[0007]本专利技术方法主要通过对废弃的茶叶渣、巨菌草等进行粉碎、活化处理，获得高比表面积多孔炭材料，再将多孔炭材料与石油降解菌复合，制备吸附降解石油烃的复合材料，并将该复合材料进行实际应用。本专利技术方法使废弃生物质得到有效利用，制备工艺简单，生产成本低、环保，所述复合材料材料应用于石油烃吸附领域。
[0008]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种废弃生物质与石油降解菌复合材料制备的方法，包括如下步骤：
[0010]1)将收集到的废弃的茶叶渣、巨菌草等生物质材料用水清洗2
‑
3次，保留清洗后的植物纤维，在60～80℃温度的环境下烘干18～24h；
[0011]2)后续使用破碎机进行破碎，转速为20000～24000r/min，破碎时间为20～30s，使得废弃茶叶渣粒径为1
‑
5mm；
[0012]3)然后将粉碎的废弃生物质加入活化剂氢氧化钾、碳酸氢钠、氯化锌在氮气或氩气惰性氛围下进行活化处理，获得高比表面积多孔炭材料，比表面积为 2000
‑
3000m2/g；
[0013]4)再将多孔炭材料与石油降解菌进行机械复合，一种环境友好型的废弃生物质与石油降解菌复合材料制备完成。该复合材料吸油速率快，吸附量大，成本低，石油降解菌降解吸附的石油，无二次污染。
[0014]进行吸油废水污染处理时，称量3g的吸油材料于40mL石油里，10s后取出，完成石油烃吸附过程，吸附石油烃后的吸油材料静置10min，观察吸附石油的稳定性，测量材料吸附石油烃的含量。
[0015]所述废弃生物质材料包括但不限于茶叶渣、巨菌草等生物质材料。
[0016]进一步地，所述的步骤(1)用水清洗两到三次，是洗掉原始废弃生物质中的含土等沉淀物质，留下悬浮液中的纤维物，提高吸油效率，若原始废弃生物质含杂质量不多，此步可省略。
[0017]进一步地，所述的步骤(1)水洗后的材料烘干的温度为60～80℃，烘干时间为 18～24h。
[0018]进一步地，所述的步骤(2)破碎机转速为20000～24000r/min，破碎时间为 20～30s。
[0019]进一步地，所述的步骤(3)将粉碎的废弃生物质加入活化剂在惰性氛围下进行活化处理温度为500～1400℃，处理时间为30min～120min。
[0020]进一步地，所述的步骤(3)中的活化剂为氢氧化钾、碳酸氢钠、氯化锌，惰性气体为氮气或氩气，活化剂在惰性氛围反应可使生物质材料生成发达的微孔。
[0021]进一步地，所述的步骤(4)中将多孔炭材料与石油降解菌复合过程是将石油降解菌真菌孢子悬浮液在液体培养基中于25
‑
35℃恒温震荡反应3～7天，再将多孔炭材料与菌液进行机械混合，使菌种或者菌酶粘附在生物质材料上。
[0022]进一步地，所述的步骤(4)中石油降解菌为寡养单胞菌(Stenotrop Homonas)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、氧化微杆菌(Microbacterium oxydans)、中间苍白杆菌(Ochrobactrum intermedium)、侧孢短芽孢杆菌(Brevibacilluslaterosporus)任
一种。
[0023]所述茶叶渣、巨菌草按照质量比为3
‑
4:5
‑
9。
[0024]经上述方法制备的吸油复合材料吸油速率快，吸附量大，成本低，无二次污染。
[0025]相对于现有的吸油材料，本吸油材料具有如下优点及有益效果：
[0026](1)本专利技术制备的吸油复合材料为茶叶渣、巨菌草等生物质材料，主要成分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废弃生物质与石油降解菌复合材料制备的方法，其特征在于包括如下步骤：1)将收集到的废弃的茶叶渣、巨菌草生物质材料用水清洗2
‑
3次，保留清洗后的植物纤维，在60～80℃温度的环境下烘干18～24h；2)后续使用破碎机进行破碎，转速为20000～24000r/min，破碎时间为20～30s，使得废弃茶叶渣粒径为1
‑
5mm；3)然后将粉碎的废弃生物质加入活化剂氢氧化钾、碳酸氢钠、氯化锌在氮气或氩气惰性氛围下进行活化处理，获得高比表面积多孔炭材料，比表面积为2000
‑
3000m2/g；4)再将多孔炭材料与石油降解菌进行机械复合得到废弃生物质与石油降解菌复合材料；所述废弃生物质与石油降解菌复合材料具有不小于4.88g/g的吸油容量。2.根据权利要求1所述的一种废弃生物质与石油降解菌复合材料制备的方法，其特征在于：茶叶渣、巨菌草的质量比为3
‑
4∶5
‑
9。3.根据权利要求1所述的一种废弃生物质与石油降解菌复合材料制备的方法，其特征在于：步骤(1)用水轻洗两到三次，目的在于洗掉废弃生物质中的尘土沉淀物质，留下悬浮液中的纤维物，提高吸油效率。4.根据权利要求1所述的一种废弃生物质与石油降解菌复合材料制备的方法，其特征在于：步骤(1)水洗后的材料烘干的温度为60～80℃，烘干时间为18～24h。5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓洪，刘学明，朱志华，葛建华，袁乐，
申请(专利权)人：广州珠矶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：