專利名稱：一種多孔親水性脫氮生物載體的制備方法及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物工程、材料與環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多孔親水性脫氮生物載體的制備方法及其用途。
背景技術(shù)：
氨氮廢水來源工業(yè)廢水的排放以及人們?nèi)粘Ｉ町a(chǎn)生的廢水，如化肥、焦化、石化、制藥、食品、垃圾填埋場等均產(chǎn)生大量高濃度氨氮廢水；而生活廢水氨氮濃度較低，在 25-50mg/L之間，但由于其排放量大，也對環(huán)境造成了極大的威脅。氨氮具有很高的耗氧量，它對水生生物是有毒的，可激發(fā)其熵變。水體中含有大量的氨氮，使水體產(chǎn)生富營養(yǎng)化效應(yīng)，刺激并加速水生植物的生長，如海藻、水草的大量生長繁殖，導(dǎo)致水體生態(tài)平衡失調(diào)， 含氨氮的污水排人水體后，在硝化細(xì)菌的作用下氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽。完全氧化Img 氨氮約需4.6mg溶解氧。這對水體質(zhì)量的改善和保證十分不利。近年來，由于水體氨氮超標(biāo)造成的造成的水污染事故越發(fā)頻繁，氨氮治理工作越發(fā)受到廣大環(huán)保工作者的重視。 “十二五”期間我國將氨氮列入約束性控制指標(biāo)。目前，在國內(nèi)外，由于缺乏經(jīng)濟(jì)有效的治理工藝，氨氮廢水的治理都是廢水處理中的一個(gè)難點(diǎn)。通常，氨氮廢水處理工藝主要包括物化法和生物處理方法兩類。針對不同濃度的氨氮廢水，需要采用不同的處理工藝。針對高濃度氨氮廢水，當(dāng)氨氮濃度大于1000mg/L時(shí)，一般采用吹脫法、折點(diǎn)加氯法、離子交換法、MAP法等物化方法，但由于這些處理工藝效率有限，經(jīng)處理后的廢水中氨氮含量仍在100-200mg/L，直接排放水體，將對水體造成極大的危害；當(dāng)氨氮濃度小于50mg/L 時(shí)，通常采用生物法去除氨氮，目前，活性污泥法和生物膜法都有實(shí)際應(yīng)用。而對于中等濃度的氨氮廢水，如直接采用物化法，運(yùn)行費(fèi)用很高，而采用傳統(tǒng)的生物處理方法往往達(dá)不到預(yù)期的處理效果，因此，至今仍未開發(fā)出一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的處理工藝，導(dǎo)致一些工業(yè)企業(yè)排出的廢水未得到有效的處理，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。生物填料(載體)是生物膜水處理技術(shù)的核心之一，是微生物賴以生長及進(jìn)行新陳代謝的場所。目前，生物填料主要以聚丙烯、聚乙烯或聚酯類等為原材料而制成，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)致生物填料表面潤濕性能和微生物附著生長特性欠佳，微生物掛膜速度較慢。同時(shí)，近年有關(guān)磁場效應(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，弱磁場的存在會(huì)產(chǎn)生磁生物效應(yīng)，促進(jìn)生物細(xì)胞生長和新陳代謝，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)生物載體制備方法的缺點(diǎn)，提供一種多孔親水性脫氮生物載體的制備方法及其用途。多孔親水性脫氮生物載體的制備方法是將質(zhì)量份為=75:25:3:2:0. 25:0. 25:0. 3:5 的聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑菜、二氯甲燒、表面活性劑、胺催化劑、錫催化劑和水加入反應(yīng)釜中，攪拌，反應(yīng)釜中的溫度為23 27°C，加入質(zhì)量份為52. 5的活性劑后進(jìn)行二次攪拌，二次攪拌均勻后，加入質(zhì)量份為62. 5的甲苯二異氰酸酯，三次攪拌均勻后反應(yīng)成型，將反應(yīng)成型的聚氨酯泡沫，放入脫膜罐中爆破脫膜，獲得磁性生物脫氮載體。所述的活性劑的組成質(zhì)量份為1:2 5:0 3:2 5的納米鐵、改性物質(zhì)、粉末活性炭，所述的改性物質(zhì)為改性膨潤土或沸石。多孔親水性脫氮生物載體用于難生物降解的有機(jī)廢水、高氨氮廢水的生化處理。本發(fā)明與傳統(tǒng)填料相比具有的有益效果
(1)由于載體表面積大，能訊速形成高活性的生物膜，微生物細(xì)胞能在其龐大的表面上繁殖生長。
(2)載體的活性物質(zhì)能吸附、吸收并降解有毒或抑制物質(zhì)，從而使表面能夠重新具有生物活性。
(3)生物脫氮效果顯著，并有一定的總氮去除效率。
(4)載體內(nèi)只適合細(xì)菌生長，沒有原生動(dòng)物和后生動(dòng)物，細(xì)菌的自我酸化率高。(5)提高氧的利用率氧是順磁性物質(zhì)，曝氣是會(huì)在磁場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)施例方式多孔親水性脫氮生物載體的制備方法是將質(zhì)量份為=75:25:3:2:0. 25:0. 25:0. 3:5 的聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑菜、二氯甲燒、表面活性劑、胺催化劑、錫催化劑和水加入反應(yīng)釜中，攪拌，反應(yīng)釜中的溫度為23 27°C，加入質(zhì)量份為52. 5的活性劑后進(jìn)行二次攪拌，二次攪拌均勻后，加入質(zhì)量份為62. 5的甲苯二異氰酸酯，三次攪拌均勻后反應(yīng)成型，將反應(yīng)成型的聚氨酯泡沫，放入脫膜罐中爆破脫膜，獲得磁性生物脫氮載體。所述的活性劑的組成質(zhì)量份為1:2 5:0 3:2 5的納米鐵、改性物質(zhì)、粉末活性炭，所述的改性物質(zhì)為改性膨潤土或沸石。多孔親水性脫氮生物載體用于難生物降解的有機(jī)廢水、高氨氮廢水的生化處理。本發(fā)明載體的具體操作方法，其步驟為 (1)取料混勻
將聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑漿、二氯甲烷、表面活性劑、胺催化劑、錫催化劑、水按一定比例放入反應(yīng)釜充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅偻都踊钚詣┖筮M(jìn)行二次攪拌；活性劑是由納米鐵、 改性膨潤土、沸石、粉末活性炭所構(gòu)成，比例為1:2 5:0 3:2 5。(2)三次攪拌
二次攪拌均勻后，再加入甲苯二異氰酸酯進(jìn)行第三次攪拌，攪拌均勻后反應(yīng)成型。(3)
脫膜
將反應(yīng)成型的聚氨酯泡沫，放入脫膜罐中爆破脫膜，獲得多孔載體。
(4)切割
把大塊狀載體，根據(jù)需要通過切割機(jī)分割成小塊狀的多孔的網(wǎng)狀生物載體。本制備方法制得的生物載體，可以用于難生物降解的有機(jī)廢水、高氨氮廢水生化處理工藝。該載體具有多孔親水性、磁性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有吸收、吸附、催化氧化功能，比表面積大、迅速形成高活性的生物膜，微生物細(xì)胞能在其龐大的表面上繁殖生長吸收并降解有毒或抑制物質(zhì)，從而使表面能夠重新具有生物活性顯著提高生物處理的效果和穩(wěn)定性，硝化作用強(qiáng)并具有一定的反硝化作用，能夠去除總氮，剩余污泥明顯減少。該生物載體可用于生物處理好氧曝氣池，從根本上解決了中等濃度氨氮廢水治理的問題及難生化處理廢水的達(dá)標(biāo)問題，在氨氮濃度彡500mg/L時(shí)，可直接進(jìn)行生化除氨氮， 而對于氨氮濃度高于500mg/L的廢水，可采用化學(xué)法+生物法的組合處理工藝，較直接采用物化法更加經(jīng)濟(jì)有效。實(shí)施例1
將質(zhì)量份為=75:25:3:2:0. 25:0. 25:0. 3:5的聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑漿、二氯甲烷、表面活性劑、胺催化劑、錫催化劑和水加入反應(yīng)釜中，攪拌，反應(yīng)釜中的溫度為23°C， 加入質(zhì)量份為52. 5的活性劑后進(jìn)行二次攪拌，二次攪拌均勻后，加入質(zhì)量份為62. 5的甲苯二異氰酸酯，三次攪拌均勻后反應(yīng)成型，將反應(yīng)成型的聚氨酯泡沫，放入脫膜罐中爆破脫膜，獲得磁性生物脫氮載體。把大塊狀載體，根據(jù)需要通過切割機(jī)分割成小塊狀的多孔的網(wǎng)狀親水性、磁性、催化氧化脫氮生物載體。所述的活性劑的組成質(zhì)量份為1:2 5:0 5的納米鐵、改性膨潤土、粉末活性炭。多孔親水性脫氮生物載體用于難生物降解的有機(jī)廢水、高氨氮廢水的生化處理。實(shí)施例2
將質(zhì)量份為=75:25:3:2:0. 25:0. 25:0. 3:5的聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑漿、二氯甲烷、表面活性劑、胺催化劑、錫催化劑和水加入反應(yīng)釜中，攪拌，反應(yīng)釜中的溫度為27°C， 加入質(zhì)量份為52. 5的活性劑后進(jìn)行二次攪拌，二次攪拌均勻后，加入質(zhì)量份為62. 5的甲苯二異氰酸酯，三次攪拌均勻后反應(yīng)成型，將反應(yīng)成型的聚氨酯泡沫，放入脫膜罐中爆破脫膜，獲得磁性生物脫氮載體。把大塊狀載體，根據(jù)需要通過切割機(jī)分割成小塊狀的多孔的網(wǎng)狀親水性、磁性脫總氮生物載體。所述的活性劑的組成質(zhì)量份為1:2 3:2 5的納米鐵、 沸石、粉末活性炭。多孔親水性脫氮生物載體用于難生物降解的有機(jī)廢水、高氨氮廢水的生化處理。
權(quán)利要求
1.一種多孔親水性脫氮生物載體的制備方法，其特征在于將質(zhì)量份為 75:25:3:2:0. 25:0. 25:0. 3:5的聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑漿、二氯甲烷、表面活性劑、 胺催化劑、錫催化劑和水加入反應(yīng)釜中，攪拌，反應(yīng)釜中的溫度為23 27°C，加入質(zhì)量份為52. 5的活性劑后進(jìn)行二次攪拌，二次攪拌均勻后，加入質(zhì)量份為62. 5的甲苯二異氰酸酯，三次攪拌均勻后反應(yīng)成型，將反應(yīng)成型的聚氨酯泡沫，放入脫膜罐中爆破脫膜，獲得磁性生物脫氮載體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔親水性脫氮生物載體的制備方法，其特征在于所述的活性劑的組成質(zhì)量份為1:2 5:0 3:2 5的納米鐵、改性物質(zhì)、粉末活性炭，所述的改性物質(zhì)為改性膨潤土或沸石。
3.—種如權(quán)利要求1所述方法制備的多孔親水性脫氮生物載體的用途，其特征在于用于難生物降解的有機(jī)廢水、高氨氮廢水的生化處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多孔親水性脫氮生物載體的制備方法及其用途。將質(zhì)量份為75:25:3:2:0.25:0.25:0.3:5的聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑漿、二氯甲烷、表面活性劑、胺催化劑、錫催化劑和水加入反應(yīng)釜中，攪拌，反應(yīng)釜中的溫度為23～27℃，加入質(zhì)量份為52.5的活性劑后進(jìn)行二次攪拌，二次攪拌均勻后，加入質(zhì)量份為62.5的甲苯二異氰酸酯，三次攪拌均勻后反應(yīng)成型，將反應(yīng)成型的聚氨酯泡沫，放入脫膜罐中爆破脫膜，獲得磁性生物脫氮載體。本發(fā)明制備的載體具有吸附、催化氧化作用，比表面積大、迅速形成高活性的生物膜，微生物細(xì)胞能在其龐大的表面上繁殖生長吸收并降解有毒或抑制物質(zhì)，硝化作用強(qiáng)并具有一定的反硝化作用，能夠去除總氮，剩余污泥明顯減少。
文檔編號(hào)C02F3/10GK102174253SQ20111003153
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月29日
發(fā)明者李欲如, 梅榮武, 沈浙萍, 王付超, 陸建海, 韋彥斐 申請人:浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院