專利名稱：一種新型吸附樹脂的制備方法及應用的制作方法
技術領域：
本發(fā) 明涉及吸附劑和環(huán)境技術的領域，特別地涉及到新型吸附樹脂，尤其是載有 微生物的吸附樹脂的制備方法及其應用于有機廢氣的吸附凈化。
背景技術：
隨著科學技術的不斷進步，各種污染問題日益突出。在化工、塑料、膠粘劑生產(chǎn)和 噴涂等加工過程中，產(chǎn)生了大量含揮發(fā)性有機化合物的有機廢氣，如未經(jīng)處理排入大氣，在 一定條件下會形成光化學污染，造成嚴重的大氣污染；而且該類化合物大多具有毒性，部分 已被列為致癌物質，如甲醛、氯乙烯、苯、多環(huán)芳烴等，其對環(huán)境、動植物的生長和人類健康 造成極大的危害。有機廢氣的污染是一個不容忽視的問題。有機廢氣治理有多種技術措施，通過不同途徑減少石油損耗、減少有機溶劑用量 或排氣凈化以消除有機廢氣污染。目前常用的方法有吸附法、吸收法、催化燃燒法、熱力燃 燒法、生物法等。活性炭吸附是目前使用最為普遍的有機廢氣處理方法，吸附效率高，處理效果好， 對含苯、甲苯、二甲苯類廢氣具有良好的吸附性能，但對烴類廢氣吸附性較差。但活性炭吸 附再生困難、運行成本高、不適合處理濕度大的有機廢氣，這是阻礙活性炭吸附法使用的瓶 頸，而且就活性炭本身的性質而言，這個弱點是無法克服的。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于采用新型的復合型樹脂，其具有雙親性能，可以同時作為高吸水 劑和吸油劑使用，該樹脂具有長的使用壽命，可循環(huán)利用。本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案為—種新型吸附樹脂的制備方法，包括以下工藝步驟(1)制備親水凝膠顆粒將海藻酸鈉、YDP培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分溶于水中，加熱溶解， 冷卻至室溫，加入高嶺土、碳酸氫鈉、聚乙二醇得混合液，將所述的混合液滴加到氯化鈣溶 液中制成珠狀顆粒凝膠粒；(2)制備多孔結構的親水凝膠顆粒將步驟⑴所述的凝膠粒加熱，得多孔凝膠 粒；(3)制備載有微生物的新型吸附樹脂將步驟(2)所述的多孔凝膠粒于85°C，干燥 15min，冷卻，投放入酵母菌懸液中，搖床培養(yǎng)24小時，得載有微生物的新型吸附樹脂。所述步驟(1)還包括將海藻酸鈉、YDP培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分溶于水中，加熱溶解，冷 卻至室溫，再加入碳酸氫鈉、聚乙二醇，再加入高嶺土，攪拌使其溶解，最后用與針頭相連的 注射器吸取，通過1. 5 2. Omm的小孔，以恒定的速度滴到盛有10%氯化鈣溶液的平皿中制 成凝膠珠，同時利用磁力攪拌器進行攪拌，使海藻酸鈉與交聯(lián)劑接觸均勻。所述步驟(2)包括(21)用純凈水洗去凝膠粒表面的鈣離子；
(22)將凝膠粒放入盛有一定水量的容量瓶中并密封于121°C高壓滅菌lOmin，得 到多孔凝膠粒。所述步驟(3)還包括將分離純化的酵母菌菌株用接種接種于裝有IOOmlYDP培養(yǎng) 基的250ml的三角瓶中30°C，160rpm搖床培養(yǎng)72h，得到酵母菌懸液。 所述氯化鈣溶液的濃度為5-10%，其中優(yōu)選5%所述海藻酸鈉、高嶺土、碳酸氫鈉、聚乙二醇重量比為海藻酸鈉 3.20%高嶺土2%碳酸氫鈉 6%聚乙二醇一種上述制備方法制得的新型吸附型樹脂應用于有機廢氣的吸附。技術原理本發(fā)明采用海藻酸鈉作為微生物的固定化試劑，由a-L_甘露糖醛酸(M單元)與 b-D-古羅糖醛酸(G單元)依靠1，4_糖苷鍵連接并由不同GGGMMM片段組成的共聚物，其 溶液可以與很多二價和三價陽離子反應形成凝膠；凝膠可以在室溫下形成，加熱也不融化； 將海藻酸鈉與氯化鈣交聯(lián)，可制得高吸水樹脂，碳酸氫鈉在高溫條件下分解，可使此吸水樹 脂形成多孔性顆粒，利于酵母菌在其中生長和繁殖。本發(fā)明采用海藻酸鈉作為載體的原材 料，其與微生物具有穩(wěn)定地粘合，以及其本身具有親水性，此外，海藻酸鈉價格低廉且易得， 并且將其作為載體對微生物的生長無抑制作用，對微生物的生長提供了一個最好的條件。 海藻酸鈉制備而成的載體的硬度和受力強度是非常高的，但是由于其內部的具有多孔結 構，并且孔與外界相通，從而使得凝膠粒變得柔軟而且失去了彈性。本發(fā)明加入不溶于水的 固體顆粒，起到支架的作用，從而使得凝膠粒變成具有一定強度的顆粒。本發(fā)明采用了 NaHC03作為致孔劑，其對微生物生長的影響最小，而且與凝膠粒上 的其他物質不會發(fā)生反應，保證凝膠粒的穩(wěn)定性。本發(fā)明采用聚乙二醇作為分散劑，使得凝膠粒的發(fā)泡過程中，致孔劑均勻分布，同 時其他像增強劑等物質也能夠分布均勻，從而得到孔分布均勻，強度大小相當?shù)哪z顆粒。發(fā)明的有益效果本發(fā)明的吸附樹脂具有雙親性能，即疏水親油性和親水性，同時作為搞吸油劑和 高吸水劑使用，作為高吸油劑能吸附有機廢氣的疏水性成分如苯、甲苯、二甲苯等，作為高 吸水劑能吸收親水性的成分，可以固定化具有廢氣降解功能的酵母菌或其他微生物，從而 使得廢氣中的有機污染物被吸附后供微生物充分分解利用，具有有機廢氣吸附+生物降解 一體化處理的雙重功能。在過去的有機廢氣吸附工藝中，吸附劑的選用往往是一個重要的問題，因為必須 考慮到它的吸附容量、使用壽命等因素。本發(fā)明的新型樹脂是一種永久性的吸附樹脂，無 需再生、可以循環(huán)利用，有機廢氣被吸附到樹脂上，由附著生長在樹脂孔內的微生物進行吸 收，并將其轉化成無害的產(chǎn)物，真正解決了現(xiàn)階段工藝中吸附劑壽命短，更換困難的問題。 將降解酵母或其他微生物固定化培養(yǎng)在樹脂中，即可代替活性炭用于廢氣的吸附+降解處 理，徹底解決活性炭再生難使用成本高的問題。下面結合實施例，對本發(fā)明進一步說明。
具體實施例方式實施例1 本實施例提供了一種新型型吸附樹脂的制備方法，包括以下步驟1、酵母菌懸液的制備在無菌條件下，將分離純化的酵母菌菌株用接種環(huán)分別接種于裝有IOOml篩選培 養(yǎng)基的250ml的三角瓶中，本實施例采用的是YDP培養(yǎng)基，30°C，160rpm搖床培養(yǎng)72h，得到 需要的酵母菌懸液。2、凝膠粒的制備稱取3. 2g海藻酸鈉于小燒杯中，加無菌水少許，調成糊狀，再加入其余的水(總量 為100ml)，再按照YDP培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分的比例加入營養(yǎng)物質，火上加溫至熔化，冷卻至常 溫，再加入聚乙二醇和NaHC03，為了增加凝膠粒的強度，此后再加入高嶺土或者碳酸鈣，攪 拌使其溶解，最后用與針頭相連的注射器吸取，通過1. 5 2. Omm的小孔，以恒定的速度滴 到盛有10% CaCl2 (交聯(lián)劑)溶液的平皿中制成凝膠珠，同時利用磁力攪拌器進行攪拌，使 海藻酸鈉與交聯(lián)劑接觸均勻，交聯(lián)迅速，避免致孔劑的反應造成凝膠粒的爆破。3、多孔結構的形成將制備好的凝膠粒用純凈水沖洗幾次，目的是洗去凝膠粒表面的鈣離子，再將其 投入裝有純凈水的錐形瓶內，然后放入滅菌鍋滅菌，滅菌溫度和時間分別為12rC、10min。 由于凝膠粒的制備時加入了致孔劑，所以在高溫滅菌過程中，致孔劑會發(fā)生反應，使凝膠粒 長成多孔結構。4、酵母菌進入凝膠?？變壬L將多孔結構的凝膠粒從錐形瓶中取出，將其放入烘箱進行干燥，溫度為85°C，干燥 15min。再將其投放入酵母菌懸液中，搖床30°C培養(yǎng)24小時。實施例2-9與實施例1基本相同，其區(qū)別在于海藻酸鈉、高嶺土、CaC03、NaHC03、 聚乙二醇五種成分的重量比不同及采用不同濃度的CaC12濃度，見表1。表1各實施例的原料組成
權利要求
1.一種新型吸附樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下工藝步驟(1)制備親水凝膠顆粒將海藻酸鈉、YDP培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分溶于水中，加熱溶解，冷卻 至室溫，加入高嶺土、碳酸氫鈉、聚乙二醇得混合液，將所述的混合液滴加到氯化鈣溶液中 制成珠狀顆粒凝膠粒；(2)制備多孔結構的親水凝膠顆粒將步驟(1)所述的凝膠粒加熱，得多孔凝膠粒；(3)制備載有微生物的新型吸附樹脂將步驟(2)所述的多孔凝膠粒于85°C，干燥 15min，冷卻，投放入酵母菌懸液中，搖床培養(yǎng)24小時，得載有微生物的新型吸附樹脂。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型吸附樹脂的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)還包 括將海藻酸鈉、YDP培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分溶于水中，加熱溶解，冷卻至室溫，再加入碳酸氫 鈉、聚乙二醇，再加入高嶺土，攪拌使其溶解，最后用與針頭相連的注射器吸取，通過1.5 2. Omm的小孔，以恒定的速度滴到盛有10%氯化鈣溶液的平皿中制成凝膠珠，同時利用磁 力攪拌器進行攪拌，使海藻酸鈉與交聯(lián)劑接觸均勻。
3.根據(jù)權利要求1所述的新型吸附樹脂的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)包括(21)用純凈水洗去凝膠粒表面的鈣離子；(22)將凝膠粒放入盛有一定水量的容量瓶中并密封于121°C高壓滅菌lOmin，得到多 孔凝膠粒。
4.根據(jù)權利要求1所述的新型吸附樹脂的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)還 包括將分離純化的酵母菌菌株用接種接種于裝有IOOmlYDP培養(yǎng)基的250ml的三角瓶中 300C，160rpm搖床培養(yǎng)72h，得到酵母菌懸液。
5.根據(jù)權利要求1所述的新型吸附樹脂的制備方法，其特征在于，所述氯化鈣溶液的 濃度為5-10%，其中優(yōu)選5%。
6.根據(jù)權利要求1所述的新型吸附樹脂的制備方法，其特征在于，所述海藻酸鈉、高嶺 土、碳酸氫鈉、聚乙二醇重量比為海藻酸鈉 3.20%高嶺土2%碳酸氫鈉 6%聚乙二醇
7.一種由權利要求1所述新型吸附樹脂的制備方法制得的新型吸附型樹脂應用于有 機廢氣的吸附。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新型吸附樹脂的制備方法，包括以下工藝步驟(1)將海藻酸鈉、YDP培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分溶于水中，加熱溶解，冷卻至室溫，加入高嶺土、碳酸氫鈉、聚乙二醇得混合液，滴加到氯化鈣溶液中制成凝膠粒；(2)將凝膠粒加熱，得多孔凝膠粒；(3)將多孔凝膠粒于85℃，干燥15min，冷卻，投放入酵母菌懸液中，培養(yǎng)，得載有微生物的新型吸附樹脂。本發(fā)明樹脂具有吸油和吸水雙重性能，并以海藻酸鈉制成的多孔凝膠粒作為微生物載體，在有機廢氣處理應用中，將吸附和生物處理有機地結合，可循環(huán)利用，無需再生處理，節(jié)省成本和運行費用。
文檔編號B01D53/72GK102091603SQ201010624058
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權日2010年12月30日
發(fā)明者賓麗英, 賓麗萍 申請人:賓麗萍