本发明属于微生物应用，具体涉及一种微晶复合mabr膜及其菌群诱导扩增的生物反应器应用。
背景技术：
1、生物膜法是一种将微生物附着生长在固体填料或者滤料表面，产生巨大的比表面积，利用微生物的新陈代谢功能净化污水的方法。与活性污泥法不同的是，生物膜法中的微生物在有效载体表面以生物膜形式存在，通过水流与载体之间的相对运动，污染物首先被吸附在生物膜表面，进行固液两相的物质交换，然后被微生物吸收和降解。
2、传统的生物膜法存在以下问题：(1)传统的好氧生物处理工艺一般采用曝气式供氧，曝气费用往往占总运行费用的60％-80％，然而，其产生的气泡较大，气泡上升速度快，在水体中停留时间短，氧利用效率较低，一般低于20％，高能耗且低利用率；(2)氧气和底物以相同的方向进行传递，因此，有机物与溶解氧的浓度均由生物膜的外侧向内部逐渐降低，不能同步进行硝化反硝化。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种微晶复合mabr膜及其菌群诱导扩增的生物反应器应用，该方法低能耗、氧气利用率高；mabr膜是一种人工肺的无孔透气膜，在膜内外两侧o2/co2分压差的作用下，可以选择性将膜表面微生物菌群代谢过程中的o2/co2输入/输出，实现污水治理过程中的微生物厌氧-好氧同步级联反应；mabr膜表面富集固定一种或多种微纳米复合微晶，使得mabr膜具有高比表面积、o2/co2气体高亲和作用以及优异生物友好界面，有利于诱导微生物菌群在mabr膜表面挂膜和扩增，并实现微生物菌群厌氧-好氧同步级联反应；mabr膜丝的化学性质较为稳定，不易富集固定一种或多种微纳米复合微晶，故本发明提出采用等离子处理的方式，膜表面具有极性基团，使得微纳米复合微晶与膜表面具有化学作用力，在运行过程中，微纳米复合微晶不易脱落。
2、本发明采用以下的技术方案：
3、一种微晶复合mabr膜，其表面富集固定一种或多种微纳米复合微晶；所述的mabr膜表面复合微晶具有高比表面积、o2/co2气体高亲和作用以及优异生物友好界面，有利于诱导微生物菌群在mabr膜表面挂膜和扩增，并实现微生物菌群厌氧-好氧同步级联反应；所述的mabr膜是一种类人工肺的无孔透气膜，在膜内外两侧o2/co2分压差的作用下，可以选择性地将mabr膜表面微生物菌群代谢过程中的o2/co2输入/输出，实现污水治理过程中的微生物厌氧-好氧同步级联反应。
4、所述一种微晶复合mabr膜，其表面富集固定一种或多种微纳米复合微晶，所述的mabr膜表面微纳米复合微晶是由一种或多种有机微纳米介孔材料与无机微纳米介孔晶体复合组成，复合微晶尺寸为0.01um-100um；其中所述的有机微纳米介孔材料包括但不限于如纤维素微晶、壳聚糖、木质素等；其中所述的无机微纳米介孔晶体包括但不限于如mno2、sio2、al2o3、caco3、mgco3、fe2o3、zno、al2(so4)3等。
5、所述的一种微晶复合mabr膜的制备方法，包括如下步骤：
6、s1、mabr膜采用常温等离子处理0.1-60秒；
7、s2、将经等离子体处理的mabr浸入一种或多种无机物晶体前驱体溶液中，浸泡时间0.1-24小时；
8、s3、将上述mabr膜丝沥干后，浸入含一种或多种有机微纳米介孔材料分散液中，浸泡时间0.1-24小时；
9、s4、将s3中的膜丝沥干、烘干，成功将一种或多种微纳米复合微晶富集固定其mabr膜表面，成功制得微晶复合mabr膜。
10、作为优选，步骤s1所述的mabr中空纤维膜的孔径为0.1-1000nm，中空纤维的外径0.2-2mm，内径0.1-1.8mm；步骤s2所述的mabr的材质包括聚四甲基戊烯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚有机硅树脂、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚醚砜、聚二甲基硅氧烷、尼龙和玻璃纤维中的任意一种或者多种的组合。
11、作为优选，步骤s2所述的无机物晶体前驱体溶液是硅酸乙酯，正硅酸甲酯、多聚硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、氯化锰、氯化钙、氧化钙、氢氢化钙、氯化铝、氢氧化铝、氯化铁、氢氧化铁、氯化镁、氢氧化镁、氧化锌等任意一种或多种。
12、作为优选，步骤s3所述的有机微纳米介孔材料分散是纤维素微晶悬浮液、壳聚糖悬浮液、木质素悬浮液等。
13、7、一种微晶复合mabr膜的菌群诱导扩增的生物反应器应用，所述的一种微晶复合mabr膜放置于富含有机污染水体中，微晶复合mabr中空纤维膜内腔通入空气，在mabr膜表面微纳米微晶和高氧气分压的共同协同作用下快速诱导微生物菌群挂膜、扩增，实现污水治理过程中的微生物厌氧-好氧同步级联反应。
14、一种微晶复合mabr膜的菌群诱导扩增的生物反应器应用，所述的微晶复合mabr膜诱导增殖微生物菌群反应器可应用于市政污水、工业污水、黑臭水体、农污水体、养殖废水、高速服务区污水、房车/船舶/高铁/机场等典型场景污水的绿色低能耗生物治理，特别适合高氨氮污水同步消化-反硝化治理，以达到水污染防治或回用标准。
15、本发明的上述技术方案的有益效果如下：
16、1、该方法低能耗、氧气利用率高。
17、2、mabr膜表面富集固定一种或多种微纳米复合微晶，使得mabr膜具有高比表面积、o2/co2气体高亲和作用以及优异生物友好界面，有利于诱导微生物菌群在mabr膜表面挂膜和扩增，并实现微生物菌群厌氧-好氧同步级联反应。
18、3、mabr膜是一种人工肺的无孔透气膜，在膜内外两侧o2/co2分压差的作用下，可以选择性将膜表面微生物菌群代谢过程中的o2/co2输入/输出，实现污水治理过程中的微生物厌氧-好氧同步级联反应。
19、4、mabr膜丝的化学性质较为稳定，不易富集固定一种或多种微纳米复合微晶，故本发明提出采用等离子处理的方式，膜表面具有极性基团，使得微纳米复合微晶与膜表面具有化学作用力，在运行过程中，微纳米复合微晶不易脱落。
1.一种微晶复合mabr膜，其表面富集固定一种或多种微纳米复合微晶；所述的mabr膜表面复合微晶具有高比表面积、o2/co2气体高亲和作用以及优异生物友好界面，有利于诱导微生物菌群在mabr膜表面挂膜和扩增，并实现微生物菌群厌氧-好氧同步级联反应；所述的mabr膜是一种类人工肺的无孔透气膜，在膜内外两侧o2/co2分压差的作用下，可以选择性地将mabr膜表面微生物菌群代谢过程中的o2/co2输入/输出，实现污水治理过程中的微生物厌氧-好氧同步级联反应。
2.如权利要求1所述一种微晶复合mabr膜，其表面富集固定一种或多种微纳米复合微晶，所述的mabr膜表面微纳米复合微晶是由一种或多种有机微纳米介孔材料与无机微纳米介孔晶体复合组成，复合微晶尺寸为0.01um-100um；其中所述的有机微纳米介孔材料包括但不限于如纤维素微晶、壳聚糖、木质素等；其中所述的无机微纳米介孔晶体包括但不限于如mno2、sio2、al2o3、caco3、mgco3、fe2o3、zno、al2(so4)3等。
3.权利要求1所述的一种微晶复合mabr膜的制备方法，包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤s1所述的mabr中空纤维膜的孔径为0.1-1000nm，中空纤维的外径0.2-2mm，内径0.1-1.8mm；步骤s2所述的mabr的材质包括聚四甲基戊烯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚有机硅树脂、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚醚砜、聚二甲基硅氧烷、尼龙和玻璃纤维中的任意一种或者多种的组合。
5.如权利要求3所述的一种微晶复合mabr膜的制备方法，所述的无机物晶体前驱体溶液是硅酸乙酯，正硅酸甲酯、多聚硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、氯化锰、氯化钙、氧化钙、氢氢化钙、氯化铝、氢氧化铝、氯化铁、氢氧化铁、氯化镁、氢氧化镁、氧化锌等任意一种或多种。
6.如权利要求3所述的一种微晶复合mabr膜的制备方法，所述的有机微纳米介孔材料分散是纤维素微晶悬浮液、壳聚糖悬浮液、木质素悬浮液。
7.一种微晶复合mabr膜的菌群诱导扩增的生物反应器应用，所述的一种微晶复合mabr膜放置于富含有机污染水体中，微晶复合mabr中空纤维膜内腔通入空气，在mabr膜表面微纳米微晶和高氧气分压的共同协同作用下快速诱导微生物菌群挂膜、扩增，实现污水治理过程中的微生物厌氧-好氧同步级联反应。
8.一种微晶复合mabr膜的菌群诱导扩增的生物反应器应用，所述的微晶复合mabr膜诱导增殖微生物菌群反应器可应用于市政污水、工业污水、黑臭水体、农污水体、养殖废水、高速服务区污水、房车/船舶/高铁/机场等典型场景污水的绿色低能耗生物治理，特别适合高氨氮污水同步消化-反硝化治理，以达到水污染防治或回用标准。
