本发明属于水处理，涉及具有活性调节功能的温敏缓释载体，本发明还涉及具有活性调节功能的温敏缓释载体的制备方法。
背景技术：
1、移动床生物膜反应器(mbbr)工艺是通过向反应器中投加功能生物载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高系统的处理负荷与能力。mbbr工艺是目前水处理厂的核心必备主体工艺，是活性污泥池最佳升级改造技术。生物载体作为mbbr工艺的核心部分，决定着污/废水处理系统的处理效率和处理能力。在工程应用的核心必备工艺中投加生物载体，形成高效生物膜系统是目前最受青睐且高效的原位升级改造方法，该过程的关键是载体的开发与优化。
2、虽然现有的废水生物处理系统已取得了显著的成效，但仍面临着诸多挑战，如生物活性受环境温度波动影响大、微生物群落结构易失衡、以及特定污染物降解效率低下等问题。我国地理区域(高纬度地区)和季节性变化(进入冬季/春季)的差异，废水温度经常可降至0～15℃，远低于微生物生长的适宜温度，严重抑制微生物活性、底物利用率和细胞增长，导致废水生物处理工艺性能恶化，废水去除效率显著降低。低温生物系统微生物代谢活性抑制成为生物水处理工艺的一大难题。微生物活性降低的根本原因在于环境条件下酶活性的降低或生物膜流动性变差、机制交换受阻所致，且微生物间存在共生代谢，构建和谐共生、长生物链的生态环境，对于生物系统的稳定性至关重要。
3、目前，针对污废水低温冲击导致微生物活性抑制的解决方法包括：①在生物系统外围设保温夹套以维持水环境温度的恒定；该方法仅适用于小型反应器，且大大增加了设备费和能耗费；②直接向生物系统投加外源低温保护剂，如甜菜碱、海藻糖和乙二醇，以保证低温下微生物细胞膜的渗透性和流变性，使微生物的代谢活动正常进行。然而，这些外源投加的低温保护剂在连续流程中易流失，效果无法持续，且利用不充足时引起出水的二次污染。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供具有活性调节功能的温敏缓释载体的制备方法，解决了现有污废水生物处理工艺在低温条件下难以保持较高的生物活性，影响污水处理效果的问题，且能耗较低。
2、本发明的另一目的是提供具有活性调节功能的温敏缓释载体。
3、本发明所采用的第一种技术方案是，具有活性调节功能的温敏缓释载体的制备方法，包括如下步骤：
4、步骤1，制备表面负载聚(n-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸丁酯)的聚氨酯多孔载体；
5、步骤2，将步骤1中得到的负载有聚(n-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸丁酯)的聚氨酯多孔载体全部分散于含低温保护剂的水溶液中，超声后，在水浴摇床中反应，分离固体，干燥至恒重，得到具有活性调节功能的温敏缓释载体。
6、本发明第一种技术方案的特点还在于：
7、步骤1的具体过程为：
8、步骤1.1，将聚氨酯多孔立方体分散于含氨水的乙醇中，聚氨酯多孔立方体的投加量为乙醇体积的30～50％，氨水浓度为2mol/l～4mol/l；
9、步骤1.2，向步骤1.1所得产物中加入n-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷，机械搅拌分散，其中，n-异丙基丙烯酰胺用量为50～150mg；丙烯酸丁酯用量为0.02～0.10ml；偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷用量为100～200mg；
10、步骤1.3，向步骤1.2所得产物中随后加入引发剂偶氮二异丁腈，控制温度在10～20℃并持续搅拌，在整个反应过程中通氮除氧；用去离子水洗涤产物，真空干燥至恒重，得到表面负载聚(n-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸丁酯)的聚氨酯多孔载体。
11、步骤1.1中，聚氨酯多孔立方体尺寸为：0.5cm×0.5cm×0.5cm～1cm×1cm×1cm。
12、步骤1.3中，真空干燥时的干燥温度为30～60℃。
13、步骤2中，低温保护剂为甜菜碱、海藻糖、乙二醇、脯氨酸中的至少一种，低温保护剂的浓度为50mg/l～100mg/l。
14、步骤2中，超声时间为20～40min。
15、步骤2中，在水浴摇床中反应1～3h，水浴温度维持在10～20℃。
16、步骤2中，干燥温度为30～60℃。
17、本发明采用的第二种技术方案是，具有活性调节功能的温敏缓释载体，采用上述具有活性调节功能的温敏缓释载体的制备方法制得。
18、本发明的有益效果如下：
19、(1)本发明利用原位接枝技术将lcst(低临界溶解温度)型温敏聚合物(如聚n-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸丁酯)牢固地结合在聚氨酯多孔生物载体上，不仅合成简单，而且保证了载体的稳定性和持久性。
20、(2)本发明中制备的载体表面接枝冷响应聚合物(pnipam-ba)，内含菌体低温保护剂。当水溶液的温度低于其最低临界溶解温度时，温敏单体伸展，呈现亲水性，包裹在内的低温保护剂释放并作用于微生物体。
21、(3)本发明制备的温敏缓释载体，通过温敏聚合物的缓慢释放机制，能够在长时间内保证低温保护剂的稳定释放，避免了传统添加剂在连续流程中的流失问题，减少了污染源的引入。
22、(4)载体释放的活性物质能够调节载体表面微生物的活性，增强其对低温等环境应激的适应能力，从而改善废水处理效率和稳定性。
23、(5)本发明制备的缓释载体在寒冷地区或季节性温度变化时期特别适用，能够显著提升mbbr等废水生物处理工艺在低温条件下的效率和稳定性，推动其在环保领域的广泛应用。
1.具有活性调节功能的温敏缓释载体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有活性调节功能的温敏缓释载体的制备方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程为：
3.根据权利要求2所述的具有活性调节功能的温敏缓释载体的制备方法，其特征在于，所述步骤1.1中，聚氨酯多孔立方体尺寸为：0.5cm×0.5cm×0.5cm～1cm×1cm×1cm。
4.根据权利要求2所述的具有活性调节功能的温敏缓释载体的制备方法，其特征在于，所述步骤1.3中，真空干燥时的干燥温度为30～60℃。
5.根据权利要求2所述的具有活性调节功能的温敏缓释载体的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，低温保护剂为甜菜碱、海藻糖、乙二醇、脯氨酸中的至少一种，低温保护剂的浓度为50mg/l～100mg/l。
6.根据权利要求5所述的具有活性调节功能的温敏缓释载体的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，超声时间为20～40min。
7.根据权利要求5所述的具有活性调节功能的温敏缓释载体的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，在水浴摇床中反应1～3h，水浴温度维持在10～20℃。
8.根据权利要求5所述的具有活性调节功能的温敏缓释载体的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，干燥温度为30～60℃。
9.具有活性调节功能的温敏缓释载体，其特征在于：采用权利要求1～8任一权利要求所述的具有活性调节功能的温敏缓释载体的制备方法制得。
