一種用于生物填料柱的改性天然沸石填料制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物填料柱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于生物填料柱的改性天然沸石填料制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境保護(hù)是21世紀(jì)人類所面臨的共同課題，全球性研宄、開發(fā)環(huán)境材料方興未艾。目前用作生物柱或生物濾池填料主要有環(huán)境礦物材料和合成高分子材料。合成高分子材料，具有使用壽命長、不降解、定制特殊結(jié)構(gòu)、比較面積大、生物活性高等優(yōu)點，如聚氯乙烯、聚丙烯、乙丙共聚材料等，但價格較高，廢舊填料易造成二次污染；環(huán)境礦物材料用于水處理，具有處理效果好，易獲得，成本低廉且不易造成二次污染等優(yōu)勢，同時環(huán)境礦物材料還可以循環(huán)利用，但受自身結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響，生物活性低于高分子材料填料。沸石作為一種重要的環(huán)境礦物材料，具有陽離子交換性能、選擇性吸附性能、分子篩作用等特殊性質(zhì)，在處理污水領(lǐng)域已有較多的示范應(yīng)用。對沸石進(jìn)行改性，與生物技術(shù)結(jié)合，發(fā)揮改性沸石特殊性質(zhì)與生物處理協(xié)同作用，以達(dá)到提高處理效果的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種用于生物填料柱的改性天然沸石填料制備方法。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]本發(fā)明的用于生物填料柱的改性天然沸石填料制備方法的具體步驟如下:
[0006](I)將天然沸石粉碎過篩I?3mm，用自來水洗凈、于120°C烘干備用；
[0007](2)將預(yù)處理后的沸石，用lmol.L—1的鹽酸浸泡24h，取出洗凈，烘干，備用；
[0008](3)將步驟⑵得到沸石中加入金屬離子A和B混合溶液中，在振蕩器上30°C恒溫震蕩24小時，取出，洗凈，烘干，于550°C灼燒2h得改性天然沸石。
[0009]步驟(3)中，所述的金屬離子A和金屬離子B的具體名稱是Mn2+和Na+;
[0010]步驟(3)中，金屬離子A和B混合溶液中兩種離子的重量比為1:1，混合溶液中Mn2+和Na+的濃度都為為0.5g/L ；
[0011 ] 步驟(3)中，沸石與金屬離子A和B混合溶液的重量體積比是5:100g/mL ；
[0012]利用本發(fā)明的方法制備的改性天然沸石填料填充而得到的生物填料柱的制備方法如下:
[0013]將改性沸石和天然沸石分別裝入兩根有機(jī)玻璃柱中，裝填高度為30cm，有機(jī)玻璃柱的直徑為2cm，沸石的裝填密度都為1.04g.cm_3，采用BAC用的循環(huán)物理固定法，培養(yǎng)液分別在泵的提升下，流量0.5mL.(min.g)-1，通過沸石填充柱，反復(fù)循環(huán)12h，使得培養(yǎng)液中的微生物固定在填料上。
[0014]本發(fā)明的積極效果如下:
[0015]本發(fā)明的用于生物填料柱的改性天然沸石填料制備方法具有方法簡單，操作簡易，對設(shè)備要求低，對環(huán)境無污染等優(yōu)點，并且利用本發(fā)明的方法制備的改性天然沸石填料填充而得到的生物填料柱負(fù)載微生物的能力強(qiáng)，生物活性高，處理廢水效果好而且出水水質(zhì)穩(wěn)定。
[0016]本發(fā)明適用于廢水中LAS生物填料柱處理的改性天然沸石填料制備方法。LAS交換容量可達(dá)lmg/g, 30mg.L4LAS去除率高達(dá)85%以上。通過對比實驗可發(fā)現(xiàn)，該方法制備的沸石填料，由于引入了能促進(jìn)LAS專屬降解微生物生長的金屬離子，故該填料降解效率高，出水穩(wěn)走。
【附圖說明】
[0017]圖1是天然沸石的圖片。
[0018]本圖片是天然斜發(fā)沸石顆粒圖片。
[0019]圖2是天然沸石的XRD衍射圖。
[0020]本圖片是天然沸石的XRD衍射圖，由圖可以看出，原天然沸石衍射峰多而雜，說明天然沸石表面或空隙中有較多的雜質(zhì)存在。
[0021]圖3是天然沸石的SEM圖片。
[0022]本圖片是天然沸石的SEM圖片，由圖可以看出天然沸石表面存在較多細(xì)小顆粒。
[0023]圖4是鹽酸處理后沸石的SEM圖片。
[0024]本圖片是鹽酸處理后沸石的SEM圖片，由圖可以看出沸石表面的顆粒明顯減少。
[0025]圖5是鹽酸處理后沸石的XRD衍射圖。
[0026]本圖片是鹽酸處理后沸石的XRD衍射圖，由圖可以看出衍射峰明顯減少，這由于空隙和表面雜質(zhì)被除去的原因。
[0027]圖6是改性沸石的SEM圖片。
[0028]本圖片是Mn2+和Na+改性處理沸石的SEM圖片，由圖可以看出，在沸石表面存在Mn2+和Na +的細(xì)小顆粒。
[0029]圖7是微生物固定裝置示意圖。
[0030]本圖片是微生物固定裝置圖。
[0031]圖8是填料柱溶解氧消耗的示意圖。
[0032]本圖片是填料柱溶解氧消耗的示意圖，由圖可以看出改性沸石的生物活性高于天然沸石。
[0033]圖9是水處理裝置圖。
[0034]本圖片是水處理裝置圖。
[0035]圖10是生物活化沸石填料柱處理LAS廢水情況圖。
[0036]本圖片是生物活化沸石填料柱處理LAS廢水情況圖，由圖可以看出改性沸石的處理效果高于天然沸石。
【具體實施方式】
[0037]下面的實施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0038]實施例1
[0039]本發(fā)明的用于生物填料柱的改性天然沸石填料制備方法的具體步驟如下:
[0040](I)將天然沸石粉碎過篩I?3mm，用自來水洗凈、于120°C烘干備用；
[0041](2)將預(yù)處理后的沸石，用lmol.L—1的鹽酸浸泡24h，取出洗凈，烘干，備用；
[0042](3)將步驟(2)得到沸石中加入金屬離子A和B混合溶液中，在振蕩器上30°C恒溫震蕩24小時，取出，洗凈，烘干，于550°C灼燒2h得改性天然沸石。
[0043]步驟(3)中，所述的金屬離子A和金屬離子B的具體名稱是Mn2+和Na+;
[0044]步驟(3)中，金屬離子A和B混合溶液中兩種離子的重量比為1:1，混合溶液中Mn2+和Na+的濃度都為為0.5g/L ；
[0045]步驟⑶中，沸石與金屬離子A和B混合溶液的重量體積比是5g:1OOmL ；
[0046]利用本發(fā)明的方法制備的改性天然沸石填料填充而得到的生物填料柱的制備方法如下:
[0047]將改性沸石和天然沸石分別裝入兩根有機(jī)玻璃柱中，裝填高度為30cm，有機(jī)玻璃柱的直徑為2cm，沸石的裝填密度都為1.04g.cm_3，采用BAC用的循環(huán)物理固定法，培養(yǎng)液分別在泵的提升下，流量0.5mL.(min.g)-1，通過沸石填充柱，反復(fù)循環(huán)12h，使得培養(yǎng)液中的微生物固定在填料上。微生物循環(huán)固定裝置見圖7。
[0048]生物膜沸石填料柱處理LAS廢水情況
[0049]用配制的30mg.T1LAS溶液來進(jìn)行處理。分別通入天然沸石和改性沸石填料柱，處理柱的單位負(fù)荷在0.44mL.(min.g)_1-0.56mL.(min.g)'處理前對廢水中LAS用液相色譜進(jìn)行檢測其含量和處理后LAS的含量。以及處理中每隔Ih檢測一次處理出來的廢水，并作出處理出來廢水中LAS含量曲線，觀察曲線變化可以實時掌握微生物對LAS的降解情況。通過對廢水進(jìn)出柱LAS含量情況對比，分析改性沸石，以及掛膜方式對沸石的處理的效果。水處理裝置見圖9。
[0050]結(jié)果表明:沸石在改性后負(fù)載微生物的能力就越強(qiáng)，生物活性較高，處理效果好而且出水水質(zhì)穩(wěn)定。
[0051]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項】
1.一種用于生物填料柱的改性天然沸石填料制備方法，其特征在于:所述方法的具體步驟如下: (1)將天然沸石粉碎過篩I?3mm，用自來水洗凈、于120°C烘干備用； (2)將預(yù)處理后的沸石，用lmol.L—1的鹽酸浸泡24h，取出洗凈，烘干，備用； (3)將步驟(2)得到沸石中加入金屬離子A和B混合溶液中，在振蕩器上30°C恒溫震蕩24小時，取出，洗凈，烘干，于550°C灼燒2h得改性天然沸石。
2.如權(quán)利要求1所述的用于生物填料柱的改性天然沸石填料制備方法，其特征在于:步驟(3)中，所述的金屬離子A和金屬離子B的具體名稱是Mn2+和Na+。
3.如權(quán)利要求1所述的用于生物填料柱的改性天然沸石填料制備方法，其特征在于:步驟⑶中，金屬離子A和B混合溶液中兩種離子的重量比為1:1，混合溶液中Mn2+和Na +的濃度都為0.5g/L。
4.如權(quán)利要求1所述的用于生物填料柱的改性天然沸石填料制備方法，其特征在于:步驟(3)中，沸石與金屬離子A和B混合溶液的重量體積比5:100g/mL。
5.一種利用如權(quán)利要求1-4任一項所述的方法制備的改性天然沸石填料填充而得到的生物填料柱。
6.如權(quán)利要求5所述的生物填料柱，其特征在于:所述生物填料柱的制備方法如下: 將改性沸石和天然沸石分別裝入兩根有機(jī)玻璃柱中，裝填高度為30cm，有機(jī)玻璃柱的直徑為2cm，沸石的裝填密度都為1.04g.cm_3，采用BAC用的循環(huán)物理固定法，培養(yǎng)液分別在泵的提升下，流量0.5mL.(min.g)-1，通過沸石填充柱，反復(fù)循環(huán)12h，使得培養(yǎng)液中的微生物固定在填料上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于生物填料柱的改性天然沸石填料制備方法，制備方法包括(1)將天然沸石粉碎過篩1～3mm，用自來水洗凈、于120℃烘干備用；(2)將預(yù)處理后的沸石，用1mol.L-1的鹽酸浸泡24h，取出洗凈，烘干，備用；(3)將步驟(2)得到沸石的加入金屬離子A和B混合溶液中，在振蕩器上30℃恒溫震蕩24小時，取出，洗凈，烘干，于550℃灼燒2h得改性天然沸石。本發(fā)明的改性天然沸石填料LAS交換容量可達(dá)1mg.g-1,30mg.L-1LAS去除率高達(dá)85％以上。通過對比實驗可發(fā)現(xiàn)，該方法制備的沸石填料，由于引入了能促進(jìn)LAS專屬降解微生物生長的金屬離子，故該填料降解效率高，出水穩(wěn)定。
【IPC分類】C02F3-10, C02F3-00
【公開號】CN104761045
【申請?zhí)枴緾N201510124406
【發(fā)明人】譚文淵, 袁東, 付大友, 周良芹
【申請人】四川理工學(xué)院
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月20日