本发明涉及微生物载体，更具体的涉及一种聚乙烯醇球状微生物载体及其制备方法和应用。
背景技术：
1、活细胞固定化技术是指通过物理或化学手段，将活细胞限定在特定空间区域内及载体材料内部或表面，在其保持活性的同时，还可以被重复利用的生物技术。与传统活性污泥处理法相比，活细胞固定化技术可以大幅度提高微生物浓度，缩短处理时间，降低处理成本。载体的保护作用使微生物不易流失，抗毒性和耐受力明显增加，固液分离容易并可反复利用，是一项高效、低耗、运行管理方便的污水生物处理技术，其能够有效处理有机废水、含氨废水、重金属废水以及染料废水等，有着极好的发展前景。
2、技术的关键是选择合适的微生物载体。微生物载体不仅需要具有良好的生物亲和性和大的比表面积以满足微生物生长的条件，还要求具有良好的机械性能抵抗水力剪切的冲击，还要求具有适当的密度以在水中达到悬浮状态。高分子材料密度低，稳定性高，易于成型加工成各种形状，因此被广泛应用作微生物载体材料。
3、海藻酸钠，明胶，琼脂等天然高分子多糖类物质具有来源广泛，固化成形方便，对微生物毒性小等优点，但机械强度较低，在长时间的污水处理工艺中被水力冲刷至变形，从而丧失应用价值。聚丙烯酰胺(pam)和光化树脂等合成高分子，虽具有抗生物分解、机械强度高等优点，但是聚合物成型条件比较剧烈，往往对微生物毒性较大。聚乙烯醇(pva)具有化学稳定性好、抗生物分解能力高、机械强度高、无生物毒性且价格低廉等优点，在微生物载体领域具有较大潜在价值，迅速成为国内外研究的热点，但是聚乙烯醇需被交联消除水溶性之后才能作为污水处理材料，现有的硼酸交联法虽然工艺简单，所制备的pva凝胶小球已被广泛应用于微生物载体材料，但pva凝胶小球的水溶性仍然较高，导致絮凝效果不佳，影响处理效率。
技术实现思路
1、基于此，本发明提供了一种聚乙烯醇球状微生物载体及其制备方法和应用，用以解决现有技术中存在pva凝胶小球水溶性高的问题。
2、本发明是通过如下技术方案实现的：
3、将聚乙烯醇和海藻酸钠加入水中，形成聚乙烯醇-海藻酸钠混合溶液，所述聚乙烯醇-海藻酸钠混合溶液中，聚乙烯醇的质量分数为10％-11％，海藻酸钠的质量分数为2％-3％；
4、将硼酸和氯化钙溶于水中，形成硼酸-氯化钙混合溶液，所述硼酸-氯化钙混合溶液中，硼酸的质量分数为10％-20％，氯化钙的质量分数为3％-5％；
5、将聚乙烯醇-海藻酸钠混合溶液滴加到硼酸-氯化钙混合溶液中充分交联后，用水清洗，然后浸泡在磷酸盐溶液中酯化，得到聚乙烯醇凝胶小球。
6、优选的，所述聚乙烯醇是颗粒大小为100目的粉状固体。
7、优选的，所述海藻酸钠纯度为质量分数大于等于98％；优选的，所述海藻酸钠纯度为质量分数98％。
8、优选的，所述聚乙烯醇-海藻酸钠混合溶液中，聚乙烯醇的质量分数分别为10％，海藻酸钠的质量分数为2％。
9、优选的，所述硼酸-氯化钙混合溶液中，硼酸的质量分数为10％，氯化钙的质量分数为3％。
10、优选的，所述滴加是指用末端带3mm直径管口的仪器将聚乙烯醇-海藻酸钠混合液在20cm高度处滴加至硼酸-氯化钙混合溶液中，所述仪器为蠕动泵。
11、优选的，所述磷酸盐溶液浓度为0.5m，ph为6-7。
12、优选的，所述酯化时间大于等于4小时。
13、优选的，所述的制备方法制备而成的是聚乙烯醇球状微生物载体。
14、优选的，所述的聚乙烯醇球状微生物载体在活细胞固定化技术中应用。
15、与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：
16、(1)在制备聚乙烯醇(pva)球状微生物载体时，海藻酸钠与钙离子的交联反应几乎是瞬时完成，使得液滴迅速生成光滑且不具有粘性的表面，从而在阻止小球之间的粘连并聚，达到改善pva溶液成球性的目的。这种表面特性有效地防止了小球之间的粘连和聚集。同时，制备的球形载体有效降低了流体阻力，使载体在污水处理构筑物中维持悬浮状态所需的能量最低。此外，球形结构还有助于减少载体之间的碰撞磨损，不仅提高了载体的耐用性，也延长了其使用寿命。由于载体独立分散且不易堵塞，使用后的分离过程变得简单，只需进行常规过滤即可实现。这些载体的可多次循环使用性质，进一步提升了其经济性和可持续性，为环境保护和资源节约提供了有力的技术支持。
17、(2)在制备聚乙烯醇(pva)球状微生物载体时，采用硼酸作为交联剂，能够有效地在载体内部形成稳定的聚合物网络结构。通过这一交联过程，不仅显著提升了载体的机械强度和韧性，还增强了其抵抗水力冲刷的能力。此外，通过将pva与磷酸盐溶液反应进行酯化处理，进一步降低了载体材料的水溶性，有效地提高了载体的耐水性能，显著延长了其使用寿命，并且提高了pva凝胶小球在微生物载体中的应用。
1.一种聚乙烯醇球状微生物载体的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的聚乙烯醇球状微生物载体的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇是颗粒大小为100目的粉状固体。
3.如权利要求1所述的聚乙烯醇球状微生物载体的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠纯度为质量分数大于等于98％。
4.如权利要求1所述的聚乙烯醇球状微生物载体的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇-海藻酸钠混合溶液中，聚乙烯醇的质量分数分别为10％，海藻酸钠的质量分数为2％。
5.如权利要求1所述的聚乙烯醇球状微生物载体的制备方法，其特征在于，所述硼酸-氯化钙混合溶液中，硼酸的质量分数为10％，氯化钙的质量分数为3％。
6.如权利要求1所述的聚乙烯醇球状微生物载体的制备方法，其特征在于，所述滴加是指用末端带3mm内直径管口的仪器将聚乙烯醇-海藻酸钠混合液在20cm高度处滴加至硼酸-氯化钙混合溶液中。
7.如权利要求1所述的聚乙烯醇球状微生物载体的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐溶液浓度为0.5m，ph为6-7。
8.如权利要求1所述的聚乙烯醇球状微生物载体的制备方法，其特征在于，所述酯化时间大于等于4小时。
9.如权利要求1所述的制备方法制备而成的是聚乙烯醇球状微生物载体。
10.如权利要求9所述的聚乙烯醇球状微生物载体在活细胞固定化技术中应用。
