本发明属于环境微生物和环境材料，具体涉及一种铁碳复合材料耦合菌剂的制备方法及其应用。
背景技术：
1、近年来，水体富营养化逐渐成为社会共同关注的水环境污染问题，水体中的藻类过量繁殖，以及随后的藻类死亡和异养微生物代谢活动，导致水体中的溶解氧很快被耗尽，造成水体质量恶化和水生生态环境结构破坏，形成黑臭水体。究其根本原因，则是水体中的氮素污染为藻类生长提供了充足的营养物质，为藻类失控疯涨提供了条件，因此探究一种高效去除水中氮素污染的手段，是控制水体富营养化发展的有效手段。
2、氮素污染在水体中主要有有机氮、氨氮、硝氮和亚硝氮四种形态，而不同形态的氮素污染可在不同环境中相互转化，各种不同氮素污染造成的水体富营养化风险相当，因此想要彻底去除氮素污染需要针对性的采用不同方法。目前主流的脱氮方法有物理化学法和生物法。由于不同形态的氮素污染物理化学性质差异较大，因此使用物理化学法针对性差，处理效果不佳，容易造成二次污染，同时成本高昂。生物法成本则相对低廉，但仍然受制于氮素污染形态的差异，需要不同环境工艺条件和不同微生物种类协作才能有效去除不同形态的氮素污染。因此如何提高微生物同时去除废水不同氮素污染的效率，降低运行成本成为目前该领域研究的重点。
3、相关现有技术，例如专利申请号为cn116769672a，公开了一种异养硝化-好氧反硝化细菌及其应用，其同时具备去除水体中的氨氮和硝氮的能力，但从脱氮效果上看，该细菌仅仅去除氨氮的能力较强，而去除硝氮能力有限，同时该细菌仅包含一种红球菌，耐受冲击能力差，且仅在地下水环境中有效，难以应用于氮素污染较高，水体富营养化严重的地表水环境。另外专利cn116925965a公开了一种耐盐异养硝化反硝化菌株及其培养方法和应用，但也仅能分别在好氧工艺展现较强硝化能力，缺氧工艺展现较强反硝化能力，同时其也仅仅为单一的施氏假单胞菌，仅在有限条件下起作用，因此需要研制一种可同时提高不同形态氮素污染去除效率的菌剂。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种铁碳复合材料耦合菌剂及其制备方法和应用，其利用材料和生物结合，通过表面微环境的调控实现局部生化环境和整体生化环境的差异，从而在水体中产生不同的微生态，实现提高不同氮素污染在污水处理工艺中效率的同步提升。为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案为：
2、本发明提供了一种铁碳复合材料耦合菌剂，由铁碳复合材料和复合微生态制剂制成，所述铁碳复合材料由氧化碳材料和还原铁粉制成。
3、进一步，氧化碳材料由石墨、麦麸、木质活性炭、草炭氧化后制得。
4、进一步，所述氧化碳材料与还原铁粉的质量比为1:1～1:10。
5、进一步，所述复合微生态制剂由植物乳杆菌、短乳杆菌、链状假丝酵母和戊糖片球菌制成。
6、进一步，所述合微生态制剂的活菌数为1×109～9×109cfu/g。
7、本发明还提供了所述铁碳复合材料耦合菌剂的制备方法，其制备方法如下：
8、(1)将还原铁粉与氧化碳材料于清水中混合反应，离心分离固体材料，用清水清洗材料至清洗液为中性，烘干后获得铁碳复合材料；
9、(2)将植物乳杆菌、短乳杆菌、链状假丝酵母和戊糖片球菌的种子培养液分别接入发酵培养基进行发酵，发酵完成后将发酵液离心后获得菌泥，在菌泥中按比例添加脱脂牛乳、麦芽糊精、蔗糖和甘油后冷冻干燥、粉碎，按照活菌数比例进行混合既得复合微生态制剂；
10、(3)将复合微生态菌剂和铁碳复合材料混合，既得。
11、进一步，将碳材料加入温度为1～4℃的浓h2so4中，再加nano3和kmno4搅拌1h，升温至30～40℃继续反应1h，然后加入清水，继续升温至95～98℃继续搅拌反应1h，加入过氧化氢，离心分离固体材料，用清水清洗材料至清洗液ph为5左右，干燥后既得氧化碳材料。
12、本发明还提供了所述铁碳复合材料耦合菌剂在去除废水中硝态氮或氨氮中的应用。
13、进一步，所述铁碳复合材料耦合菌剂在废水中添加量为50～200mg/l。
14、本发明现对于现有技术的有益效果在于：
15、(1)本发明提供了一种铁碳复合材料耦合菌剂，其由铁碳复合核心材料和复合微生态制剂组成，核心铁碳材料能够为微生物菌群提供充足的定殖位点，为微生态制剂中微生物提供可高效快速增长的微环境条件，从而提高微生物对cod和有机氮的降解能力。
16、(2)复合微生态制剂中的微生物能够组成稳定的微生态，微生态系统具备在氧化环境中进行高效硝化过程，在还原环境中进行高效反硝化过程的能力，而核心铁碳材料能够在材料表面为微生物发挥反硝化作用提供稳定的还原环境，当微生物包裹在核心铁碳材料表面形成菌胶团后，菌胶团的外延部分则处于好氧池的氧化环境中，因此可以同步降低污水中的氨氮、硝氮和亚硝氮。
17、(3)核心材料具备铁磁性，因此可以方便的通过磁选法进行泥水分离和重复利用。
1.一种铁碳复合材料耦合菌剂，其特征在于，由铁碳复合材料和复合微生态制剂制成，所述铁碳复合材料由氧化碳材料和还原铁粉制成。
2.根据权利要求1所述的铁碳复合材料耦合菌剂，其特征在于，氧化碳材料由石墨、麦麸、木质活性炭、草炭氧化后制得。
3.根据权利要求1所述的铁碳复合材料耦合菌剂，其特征在于，所述氧化碳材料与还原铁粉的质量比为1:1～1:10。
4.根据权利要求1所述的铁碳复合材料耦合菌剂，其特征在于，所述复合微生态制剂由植物乳杆菌、短乳杆菌、链状假丝酵母和戊糖片球菌制成。
5.根据权利要求1所述的铁碳复合材料耦合菌剂，其特征在于，所述复合微生态制剂的活菌数为1×109～9×109cfu/g。
6.权利要求1～5任意一项所述的铁碳复合材料耦合菌剂的制备方法，其特征在于，制备方法如下：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，将碳材料加入温度为1～4℃的浓h2so4中，再加nano3和kmno4搅拌1h，升温至30～40℃继续反应1h，然后加入清水，继续升温至95～98℃继续搅拌反应1h，加入过氧化氢，离心分离固体材料，用清水清洗材料至清洗液ph为5左右，干燥后既得氧化碳材料。
8.权利要求1～5任意一项所述的铁碳复合材料耦合菌剂在去除废水中硝态氮或氨氮中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述铁碳复合材料耦合菌剂在废水中添加量为50～200mg/l。
