本技术涉及一种零价铁-碳源-厌氧消化菌缓释微胶囊及其制备方法和应用,旨在提升废水处理效率。该方法通过S1制备生化混合包埋液,包含零价铁、厌氧消化菌和碳源,固定于多孔颗粒内外;S2将包埋液与交联液混合,形成微胶囊。此技术有效防止零价铁和消化菌流失,减少铁钝化,实现碳源缓释,平衡碳源供给与生物需求。
背景技术
在现存的多种有机废水污染修复技术中,基于微生物的厌氧消化技术因其经济性、环境友好性和工艺可靠性成为广泛应用的工艺之一。然而,低可生化性有机废水通常成分复杂,生物毒性较高,且存在大量难以被微生物直接降解的复杂有机物,需要补充优质碳源以共代谢的方式进行降解,这导致厌氧消化技术在处理过程中面临较大的技术障碍和修复成本。目前,零价铁耦合厌氧消化菌用于低可生化性有机废水的修复过程已引起广泛关注。零价铁不仅可通过化学还原和物理吸附快速提高废水的可生化性,同时作为电子供体以减少优质碳源的需求,还可调控厌氧消化菌活性和种群结构演变,最终强化低可生化性有机废水的生物处理性能。
尽管厌氧消化菌与零价铁的协同应用可实现有机废水高效、经济且环保的处理,但仍然存在以下不足:(1)悬浮状态的零价铁和微生物在反应过程中存在流失,造成经济损失和性能下降;(2)零价铁容易出现钝化和团聚现象,导致活性降低和使用寿命缩短;(3)零价铁具有一定的生物毒性,需严格控制其用量以避免对厌氧消化菌的负面影响;(4)碳源的一次性加入可能与微生物不能形成较佳的反应条件,从而产生:前期碳源过剩,造成有机碳二次污染,还可掩蔽零价铁的电子供给,制约零价铁的促进效果;后期碳源不足,修复性能受限;(5)目前专利中的优质碳源多以液相形式存在,添加剂量难以与生物需求动态平衡,限制了零价铁-微生物耦合体系污染修复性能。例如,公开号为CN114455703A的中国专利公开了一种生物炭包埋零价铁耦合硫酸盐还原处理含重金属有机废水的方法,通过生物炭固定化零价铁并与厌氧污泥耦合,显著提高了微生物生长代谢和厌氧消化效率,但该耦合体系中的零价铁和微生物仍处于悬浮状态,流失问题未能完全解决。
实现思路