CN101798137B - 新型亲水、磁性网状生物体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型亲水、磁性网状生物体的制备方法，将聚乙烯醇、磁粉、活性炭、海藻酸纳、水按一定比例充分搅拌，使各种物质混合均匀得到聚乙烯醇溶胶体；将溶胶体加到含1％～4％CaCl2的饱和硼酸溶液中用水清洗，倒进1％~5％稀盐酸溶液浸泡，至无气泡产生为止；再将凝胶球浸入1％~3％戊二醛稀溶液中，加稀盐酸调节溶液的pH为1~2，戊二醛与聚乙烯醇进行交联反应2~4小时，进一步固化；水洗至中性，充磁制得亲水性、磁性载体。本发明提高了处理负荷，可实现污泥的原位减量化，加快了有机污染物地降解速率，提高了处理效率，降低运行成本。

Description

新型亲水、磁性网状生物体的制备方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理，尤其涉及一种主要用于有机废水生物处理的一种载体的制作。
背景技术
随着工业的快速发展和我国城镇化率不断提高，产生了越来越多的工业废水和生活污水。而污水处理最经济的方法是生化处理。污水生化处理一般选用活性污泥法和生物膜法。随着节能减排要求越来越高，常规的生化处理技术缺点显现出来：污泥量大，达标困难。为此，开发节能、处理效率高、污泥量少的技术事在必行。
生物填料(载体)是生物膜水处理技术的核心之一，是微生物赖以生长及进行新陈代谢的场所。目前，生物填料主要以聚丙烯、聚乙烯或聚酯等为原材料而制成，主要有固定式、悬挂式、分散式等几大类。在实际应用中，人们发现以这些原材料制成的生物填料，其亲水性、生物亲和性较差，导致生物填料表面润湿性能和微生物附着生长特性欠佳，微生物挂膜速度较慢。同时，近年有关磁场效应在污水生物降解中的应用研究非常活跃。例如，在生物接触氧化反应器外加磁场，弱磁场的存在会产生磁生物效应，促进生物细胞生长和新陈代谢，催化微生物酶的活性，加快酶反应；使微生物的生物活性大大提高，氧化分解有机污染物的能力也相应提高，可大大提高污水的生物降解效率。也可以提高氧的利用率。但由于通常实际污水生物处理设备的体积庞大，外加磁场尚有一定困难，因而阻碍了其推广应用。
发明内容
本发明的目的是克服传统生物载体的不足，从而开发一种新型亲水、磁性网状生物体的制备方法，以降低污泥的产率，提高废水的生化处理效率和脱氮效率，为废水提标、达标排放和中水回用创造条件。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种新型亲水、磁性网状生物体的制备方法，其特征在于：
其制备方法是
(1)取料混匀
将聚乙烯醇、磁粉、活性炭、海藻酸纳、水按质量比为(5~12)∶(5~20)∶(1~5)∶(1~2)∶(100)，充分搅拌，使各种物质混合均匀得到聚乙烯醇溶胶体。
(2)二次固化
将溶胶体加到含1％～4％CaCl2的饱和硼酸溶液中用水清洗，倒进1％~5％稀盐酸溶液浸泡，至无气泡产生为止。
硼酸和PVA可发生交联反应，如下所示：
Figure G2010100400307D00021
(3)第三次固化
再将凝胶球浸入1％~3％戊二醛稀溶液中，加稀盐酸调节溶液的pH为1~2，戊二醛与聚乙烯醇进行交联反应2~4小时，进一步固化。水洗至中性，制得亲水性、磁性载体。载体直径为4~5mm；载体风干或60℃以下烘干。
(4)磁化
第三次固化后的载体，经磁通量在10000高斯左右的磁场充磁约5-15分钟，就制成了带有弱磁性的亲水性的网状生物载体。
本发明有益效果：
(1)载体具有良好的亲水性能和极细的网状结构，只有细菌才能在载体的表面及内部繁殖，可以达到有用细菌的高浓度化，提高了处理负荷；污泥不容易脱落，处理能力 稳定；可有效去除有机物、氨氮，并可用于硝化过程。
(2)可实现污泥的原位减量化。载体内只适合细菌生长，没有原生动物和后生动物，细菌的自我酸化率高，污泥产率低。
(3)载体带有弱磁性，磁性物质表面有很高的自由能，共价键和分子间的亲和作用等会使磁性粒子表面带电，可以利用其表面的键态、电子态等与废水中的有机物如蛋白质、脂肪、胶体物质、SS、溶解性有机物等被直接吸附在磁粉表面，能通过磁场产生物理、化学和生物等协同效应，加快了有机污染物地降解速率，提高了处理效率。
(4)提高氧的利用率：氧是顺磁性物质，曝气是会在磁场的作用下氧被吸附到载体附近，增大了载体表面的氧浓度，提高了氧的利用率，降低运行成本。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
(1)聚乙烯醇、磁粉、活性炭、海藻酸纳、水，按7∶15∶2∶2∶100的质量比例称取。
配好2％氯化钙的饱和硼酸溶液，2％戊二醛溶液。
(2)将上述称取的聚乙烯醇用自来水冲洗2次，配成7％的溶液，置于水浴锅或反应釜中加热至约95℃，不停搅拌至聚乙烯醇完全溶解；
(3)缓缓倒入已经称好的磁粉、活性炭、海藻酸纳，边倒边搅，防止粉末结块，一直搅拌，直至加入的配料在水溶胶里完全混匀。然后冷却至40度左右，得到凝胶溶液。
(4)将凝胶用计量泵打入含2％的氯化钙的饱和硼酸溶液中，在搅拌条件下交联固化，形成聚乙烯醇凝胶球；静置15小时，固液分离后，凝胶用水清洗，倒进3％稀盐酸溶液浸泡，至无气泡产生为止。
(5)再将凝胶球浸入2％戊二醛稀溶液中，加3％稀盐酸，调节pH值为1，加热至35℃，搅拌，戊二醛与聚乙烯醇进行交联反应2小时，进一步固化。水洗至中性，制得直径为4~5mm的亲水性、磁性网状载体。
(6)载体在60℃以下烘干后经约10000高斯的磁场充磁约10分钟，就制成了带有弱磁性的亲水性的网状生物载体备用。

Claims (1)

1.一种新型亲水、磁性网状生物体的制备方法，其特征在于：
制备方法是
(1)取料混匀
将聚乙烯醇、磁粉、活性炭、海藻酸钠、水，按质量比为7∶15∶2∶2∶100的比例称取，
2％氯化钙的饱和硼酸溶液，2％戊二醛溶液配制备用；
将上述称取的聚乙烯醇用自来水冲洗2次，配成7％的溶液，置于水浴锅或反应釜中加热至约95℃，不停搅拌至聚乙烯醇完全溶解；
缓缓倒入已经称好的磁粉、活性炭、海藻酸钠，边倒边搅，直至加入的配料在水溶胶里完全混匀，然后冷却至40度左右得到凝胶溶液；
(2)二次固化
将上述步骤得到的聚乙烯醇凝胶溶液用计量泵打入含2％CaCl2的饱和硼酸溶液中，在搅拌条件下交联固化，形成聚乙烯醇凝胶球；
静止15小时，固液分离后，将聚乙烯醇凝胶球用水清洗，
将清洗后的聚乙烯醇凝胶球倒进3％的稀盐酸溶液浸泡，至无气泡产生为止；
(3)第三次固化
再将聚乙烯醇凝胶球浸入2％戊二醛稀溶液中，
加3％稀盐酸酸调节pH值为1；
加热至35℃，搅拌，戊二醛与聚乙烯醇进行交联反应2小时，进一步固化；
水洗至中性，制得直径为4-5mm的亲水性、磁性网状载体；
(4)磁化
载体在60℃以下烘干后经磁通量在10000高斯左右的磁场充磁约10分钟，就制成了带有弱磁性的亲水性的网状生物载体。
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