專利名稱：新型親水、磁性網(wǎng)狀生物體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理，尤其涉及一種主要用于有機(jī)廢水生物處理的一種載體 的制作。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的快速發(fā)展和我國(guó)城鎮(zhèn)化率不斷提高，產(chǎn)生了越來(lái)越多的工業(yè)廢水和生 活污水。而污水處理最經(jīng)濟(jì)的方法是生化處理。污水生化處理一般選用活性污泥法和生物 膜法。隨著節(jié)能減排要求越來(lái)越高，常規(guī)的生化處理技術(shù)缺點(diǎn)顯現(xiàn)出來(lái)污泥量大，達(dá)標(biāo)困 難。為此，開(kāi)發(fā)節(jié)能、處理效率高、污泥量少的技術(shù)事在必行。生物填料(載體)是生物膜水處理技術(shù)的核心之一，是微生物賴以生長(zhǎng)及進(jìn)行新 陳代謝的場(chǎng)所。目前，生物填料主要以聚丙烯、聚乙烯或聚酯等為原材料而制成，主要有固 定式、懸掛式、分散式等幾大類。在實(shí)際應(yīng)用中，人們發(fā)現(xiàn)以這些原材料制成的生物填料，其 親水性、生物親和性較差，導(dǎo)致生物填料表面潤(rùn)濕性能和微生物附著生長(zhǎng)特性欠佳，微生物 掛膜速度較慢。同時(shí)，近年有關(guān)磁場(chǎng)效應(yīng)在污水生物降解中的應(yīng)用研究非常活躍。例如，在 生物接觸氧化反應(yīng)器外加磁場(chǎng)，弱磁場(chǎng)的存在會(huì)產(chǎn)生磁生物效應(yīng)，促進(jìn)生物細(xì)胞生長(zhǎng)和新 陳代謝，催化微生物酶的活性，加快酶反應(yīng)；使微生物的生物活性大大提高，氧化分解有機(jī) 污染物的能力也相應(yīng)提高，可大大提高污水的生物降解效率。也可以提高氧的利用率。但 由于通常實(shí)際污水生物處理設(shè)備的體積龐大，外加磁場(chǎng)尚有一定困難，因而阻礙了其推廣 應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)生物載體的不足，從而開(kāi)發(fā)一種新型親水、磁性網(wǎng)狀生 物體的制備方法，以降低污泥的產(chǎn)率，提高廢水的生化處理效率和脫氮效率，為廢水提標(biāo)、 達(dá)標(biāo)排放和中水回用創(chuàng)造條件。本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的一種新型親水、磁 性網(wǎng)狀生物體的制備方法，其特征在于其制備方法是(1)取料混勻?qū)⒕垡蚁┐?、磁粉、活性炭、海藻酸納、水按質(zhì)量比為 (5 12) (5 20) (Γ5) (Γ2) (100)，充分?jǐn)嚢瑁垢鞣N物質(zhì)混合均勻得到聚乙烯 醇溶膠體。(2) 二次固化將溶膠體加到含1 % 4% CaCl2的飽和硼酸溶液中用水清洗，倒進(jìn)1 %稀鹽 酸溶液浸泡，至無(wú)氣泡產(chǎn)生為止。硼酸和PVA可發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，如下所示<formula>formula see original document page 4</formula>(3)第三次固化再將凝膠球浸入1 3 %戊二醛稀溶液中，加稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液的PH為廣2，戊二醛與聚乙烯醇進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)2、小時(shí)，進(jìn)一步固化。水洗至中性，制得親水性、磁性載體。載體直徑為；載體風(fēng)干或60°C以下烘干。⑷磁化第三次固化后的載體，經(jīng)磁通量在10000高斯左右的磁場(chǎng)充磁約5-15分鐘，就制成了帶有弱磁性的親水性的網(wǎng)狀生物載體。本發(fā)明有益效果(1)載體具有良好的親水性能和極細(xì)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，只有細(xì)菌才能在載體的表面及內(nèi)部繁殖，可以達(dá)到有用細(xì)菌的高濃度化，提高了處理負(fù)荷；污泥不容易脫落，處理能力穩(wěn)定；可有效去除有機(jī)物、氨氮，并可用于硝化過(guò)程。(2)可實(shí)現(xiàn)污泥的原位減量化。載體內(nèi)只適合細(xì)菌生長(zhǎng)，沒(méi)有原生動(dòng)物和后生動(dòng)物，細(xì)菌的自我酸化率高，污泥產(chǎn)率低。(3)載體帶有弱磁性，磁性物質(zhì)表面有很高的自由能，共價(jià)鍵和分子間的親和作用等會(huì)使磁性粒子表面帶電，可以利用其表面的鍵態(tài)、電子態(tài)等與廢水中的有機(jī)物如蛋白質(zhì)、脂肪、膠體物質(zhì)、SS、溶解性有機(jī)物等被直接吸附在磁粉表面，能通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生物理、化學(xué)和生物等協(xié)同效應(yīng)，加快了有機(jī)污染物地降解速率，提高了處理效率。(4)提高氧的利用率氧是順磁性物質(zhì)，曝氣是會(huì)在磁場(chǎng)的作用下氧被吸附到載體附近，增大了載體表面的氧濃度，提高了氧的利用率，降低運(yùn)行成本。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。實(shí)施例1 (1)聚乙烯醇、磁粉、活性炭、海藻酸納、水，按7 15 2 2 100的質(zhì)量比例稱取。配好2%氯化鈣的飽和硼酸溶液，2%戊二醛溶液。
(2)將上述稱取的聚乙烯醇用自來(lái)水沖洗2次，配成7%的溶液，置于水浴鍋或反 應(yīng)釜中加熱至約95°C，不停攪拌至聚乙烯醇完全溶解；(3)緩緩倒入已經(jīng)稱好的磁粉、活性炭、海藻酸納，邊倒邊攪，防止粉末結(jié)塊，一直 攪拌，直至加入的配料在水溶膠里完全混勻。然后冷卻至40度左右，得到凝膠溶液。(4)將凝膠用計(jì)量泵打入含2%的氯化鈣的飽和硼酸溶液中，在攪拌條件下交聯(lián) 固化，形成聚乙烯醇凝膠球；靜置15小時(shí)，固液分離后，凝膠用水清洗，倒進(jìn)3%稀鹽酸溶液 浸泡，至無(wú)氣泡產(chǎn)生為止。(5)再將凝膠球浸入2%戊二醛稀溶液中，加3%稀鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為1，加熱至 350C，攪拌，戊二醛與聚乙烯醇進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)2小時(shí)，進(jìn)一步固化。水洗至中性，制得直徑為 4^5mm的親水性、磁性 網(wǎng)狀載體。(6)載體在60°C以下烘干后經(jīng)約10000高斯的磁場(chǎng)充磁約10分鐘，就制成了帶有 弱磁性的親水性的網(wǎng)狀生物載體備用。實(shí)施例2:(1)聚乙烯醇、磁粉、活性炭、海藻酸納、水，按10 8 4 1 100的質(zhì)量比例稱取。配好3%氯化鈣的飽和硼酸溶液，2. 5%戊二醛溶液。(2)將上述稱取的聚乙烯醇用自來(lái)水沖洗3次，配成7%的溶液，置于反應(yīng)釜中加 熱至約97 °C，不停攪拌至聚乙烯醇完全溶解；(3)緩緩倒入已經(jīng)稱好的磁粉、活性炭、海藻酸納，邊倒邊攪，防止粉末結(jié)塊，一直 攪拌，直至加入的配料在水溶膠里完全混勻。然后冷卻至40度左右，得到凝膠溶液。(4)將凝膠用計(jì)量泵打入含3%的氯化鈣的飽和硼酸溶液中，在攪拌條件下交聯(lián) 固化，形成聚乙烯醇凝膠球；靜置20小時(shí)，固液分離后，凝膠用水清洗，倒進(jìn)4%稀鹽酸溶液 浸泡，至無(wú)氣泡產(chǎn)生為止。(5)再將凝膠球浸入2. 5 %戊二醛稀溶液中，加4%稀鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為2，加熱至 400C，攪拌，戊二醛與聚乙烯醇進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)3小時(shí)，進(jìn)一步固化。水洗至中性，制得直徑為 4^5mm的親水性、磁性網(wǎng)狀載體。(6)載體在60°C以下烘干后經(jīng)約10000高斯的磁場(chǎng)充磁約13分鐘，就制成了帶有 弱磁性的親水性的網(wǎng)狀生物載體備用。實(shí)施例3 (1)聚乙烯醇、磁粉、活性炭、海藻酸納、水，按12 17 5 2 100的質(zhì)量比例稱取。配好2%氯化鈣的飽和硼酸溶液，3%戊二醛溶液。(2)將上述稱取的聚乙烯醇用自來(lái)水沖洗2次，配成7%的溶液，置于反應(yīng)釜中加 熱至約96 °C，不停攪拌至聚乙烯醇完全溶解；(3)緩緩倒入已經(jīng)稱好的磁粉、活性炭、海藻酸納，邊倒邊攪，防止粉末結(jié)塊，一直 攪拌，直至加入的配料在水溶膠里完全混勻。然后冷卻至40度左右，得到凝膠溶液。(4)將凝膠用計(jì)量泵打入含2%的氯化鈣的飽和硼酸溶液中，在攪拌條件下交聯(lián) 固化，形成聚乙烯醇凝膠球；靜置22小時(shí)，固液分離后，凝膠用水清洗，倒進(jìn)2%稀鹽酸溶液 浸泡，至無(wú)氣泡產(chǎn)生為止。
(5)再將凝膠球浸入3%戊二醛稀溶液中，加2%稀鹽酸，調(diào)節(jié)pH值為2，加熱至 400C，攪拌，戊二醛與聚乙烯醇進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)4小時(shí)，進(jìn)一步固化。水洗至中性，制得直徑為 4^5mm的親水性、磁性網(wǎng)狀載體。
(6)載體在60°C以下烘干后經(jīng)約10000高斯的磁場(chǎng)充磁約7分鐘，就制成了帶有 弱磁性的親水性的網(wǎng)狀生物載體備用。
權(quán)利要求
一種新型親水、磁性網(wǎng)狀生物體的制備方法，其特征在于制備方法是(1)取料混勻?qū)⒕垡蚁┐?、磁粉、活性炭、海藻酸納、水，按質(zhì)量比為(5~12)∶(5~20)∶(1~5)∶(1~2)∶(100)的比例混合后，充分?jǐn)嚢瑁玫骄垡蚁┐既苣z體；(2)二次固化將聚乙烯醇溶膠體滴加到含1～4％CaCl2的飽和硼酸溶液中，在攪拌條件下交聯(lián)固化12~24小時(shí)，形成聚乙烯醇凝膠球；固液分離后，將聚乙烯醇凝膠球用水清洗，將聚乙烯醇凝膠球倒進(jìn)1％~5％稀鹽酸溶液浸泡，至無(wú)氣泡產(chǎn)生為止；(3)第三次固化再將聚乙烯醇凝膠球浸入1~3％戊二醛稀溶液中，加1~3％稀鹽酸酸調(diào)節(jié)pH值為1~2；加熱至35~40℃，攪拌，戊二醛與聚乙烯醇進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)2~4小時(shí)，進(jìn)一步固化；水洗至中性，制得親水性、磁性網(wǎng)狀載體；載體風(fēng)干或60℃以下烘干；(4)磁化載體經(jīng)磁通量在10000高斯左右的磁場(chǎng)充磁約5-15分鐘，就制成了帶有弱磁性的親水性的網(wǎng)狀生物載體。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種新型親水、磁性網(wǎng)狀生物體的制備方法，將聚乙烯醇、磁粉、活性炭、海藻酸納、水按一定比例充分?jǐn)嚢?，使各種物質(zhì)混合均勻得到聚乙烯醇溶膠體；將溶膠體加到含1％～4％CaCl2的飽和硼酸溶液中用水清洗，倒進(jìn)1％~5％稀鹽酸溶液浸泡，至無(wú)氣泡產(chǎn)生為止；再將凝膠球浸入1％~3％戊二醛稀溶液中，加稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH為1~2，戊二醛與聚乙烯醇進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)2~4小時(shí)，進(jìn)一步固化；水洗至中性，充磁制得親水性、磁性載體。本發(fā)明提高了處理負(fù)荷，可實(shí)現(xiàn)污泥的原位減量化，加快了有機(jī)污染物地降解速率，提高了處理效率，降低運(yùn)行成本。
文檔編號(hào)C02F3/00GK101798137SQ201010040030
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者周剛, 李欲如, 梅榮武, 沈浙萍, 韋彥斐 申請(qǐng)人:浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院