基于质构量化分析的净水菌胶囊制备及其性能研究

为提高净水菌剂的应用性能,通过固定化包埋处理,以实心载菌胶囊为研究模型,以质构量化分析数据为主要筛选依据,通过不同辅料配方和制作工艺对胶囊的硬度、黏聚性和弹性恢复进行比较研究,以筛选出较佳的辅料配方和加工工艺,并对较佳配方的载菌胶囊进行断面形貌观察、孔隙率测定、菌剂释放率测定和氨氮模拟污水净化实验.结果表明：较佳成囊壁材配方为V （4％海藻酸钠）∶V （10％聚乙烯醇）＝1∶9,固化液配方为4％H3 BO4和4％ CaCl2混合溶液,辅料硅藻土、沸石粉和竹炭的适宜添加量分别为20％～30％、20％～80％和20％～60％；胶囊为多孔结构,单独添加硅藻土、沸石粉、竹炭或三者混合添加下,胶囊微观结构存在差异,其中硅藻土、沸石粉和竹炭经包埋后比表面积和孔容均减小,孔径变化不大；24 h内胶囊中菌剂的水体释放率较低,为1％～14％；载菌胶囊在模拟污水净化实验中,20 h后各实验组氨氮质量浓度从1 h时的39.3～44.7 m g/L降低到0.1 mg/L 以下,其中未经包埋的菌株直接投放组降低最快,其次为混合1组[ V （4％海藻酸钠）∶V （10％聚乙烯醇）＝1∶9,海藻酸钠和聚乙烯醇总体积10mL＋硅藻土1.5g＋沸石粉0.5g＋竹炭0.5g＋菌悬液2 mL ]和竹炭组,同时,总氮也出现不同程度的降低.总之,该研究采用的质构量化分析方法为净水菌固定化载体研究提供了可靠的数据支撑,研究获得的优化胶囊体系在质构和净水能力方面均表现出良好的性能,在环境污染水体微生物净化治理方面具有较大的应用潜力.