CN102174253B - 一种多孔亲水性脱氮生物载体的制备方法及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多孔亲水性脱氮生物载体的制备方法及其用途。将质量份为：75:25:3:2:0.25:0.25:0.3:5的聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑浆、二氯甲烷、表面活性剂、胺催化剂、锡催化剂和水加入反应釜中，搅拌，反应釜中的温度为23～27℃，加入质量份为：52.5的活性剂后进行二次搅拌，二次搅拌均匀后，加入质量份为：62.5的甲苯二异氰酸酯，三次搅拌均匀后反应成型，将反应成型的聚氨酯泡沫，放入脱膜罐中爆破脱膜，获得磁性生物脱氮载体。本发明制备的载体具有吸附、催化氧化作用，比表面积大、迅速形成高活性的生物膜，微生物细胞能在其庞大的表面上繁殖生长吸收并降解有毒或抑制物质，硝化作用强并具有一定的反硝化作用，能够去除总氮，剩余污泥明显减少。
Description
技术领域
本发明涉及生物工程、材料与环境工程技术领域，尤其涉及一种多孔亲水性脱氮生物载体的制备方法及其用途。
背景技术
氨氮废水来源工业废水的排放以及人们日常生活产生的废水，如化肥、焦化、石化、制药、食品、垃圾填埋场等均产生大量高浓度氨氮废水；而生活废水氨氮浓度较低，在25-50mg/L之间,但由于其排放量大，也对环境造成了极大的威胁。氨氮具有很高的耗氧量，它对水生生物是有毒的，可激发其熵变。水体中含有大量的氨氮，使水体产生富营养化效应，刺激并加速水生植物的生长，如海藻、水草的大量生长繁殖，导致水体生态平衡失调，含氨氮的污水排人水体后，在硝化细菌的作用下氧化成亚硝酸盐和硝酸盐。完全氧化lmg氨氮约需 4.6mg溶解氧。这对水体质量的改善和保证十分不利。近年来，由于水体氨氮超标造成的造成的水污染事故越发频繁，氨氮治理工作越发受到广大环保工作者的重视。“十二五”期间我国将氨氮列入约束性控制指标。
目前，在国内外，由于缺乏经济有效的治理工艺，氨氮废水的治理都是废水处理中的一个难点。通常，氨氮废水处理工艺主要包括物化法和生物处理方法两类。针对不同浓度的氨氮废水，需要采用不同的处理工艺。
针对高浓度氨氮废水，当氨氮浓度大于1000mg/L时，一般采用吹脱法、折点加氯法、离子交换法、MAP法等物化方法，但由于这些处理工艺效率有限，经处理后的废水中氨氮含量仍在100-200mg/L，直接排放水体，将对水体造成极大的危害；当氨氮浓度小于50mg/L时，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实际应用。而对于中等浓度的氨氮废水，如直接采用物化法，运行费用很高，而采用传统的生物处理方法往往达不到预期的处理效果，因此，至今仍未开发出一个经济有效的处理工艺，导致一些工业企业排出的废水未得到有效的处理，对环境造成了严重的污染。
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、聚乙烯或聚酯类等为原材料而制成，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制备方法的缺点，提供一种多孔亲水性脱氮生物载体的制备方法及其用途。
多孔亲水性脱氮生物载体的制备方法是：将质量份为：75:25:3:2:0.25:0.25:0.3:5的聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑浆、二氯甲烷、表面活性剂、胺催化剂、锡催化剂和水加入反应釜中，搅拌，反应釜中的温度为23～27℃，加入质量份为：52.5的活性剂后进行二次搅拌，二次搅拌均匀后，加入质量份为：62.5的甲苯二异氰酸酯，三次搅拌均匀后反应成型，将反应成型的聚氨酯泡沫，放入脱膜罐中爆破脱膜，获得磁性生物脱氮载体。
所述的活性剂的组成质量份为：1:2～5:0～3:2～5的纳米铁、改性物质、粉末活性炭，所述的改性物质为改性膨润土或沸石。
多孔亲水性脱氮生物载体用于难生物降解的有机废水、高氨氮废水的生化处理。
本发明与传统填料相比具有的有益效果：
（1）由于载体表面积大，能讯速形成高活性的生物膜，微生物细胞能在其庞大的表面上繁殖生长。 （2）载体的活性物质能吸附、吸收并降解有毒或抑制物质，从而使表面能够重新具有生物活性。 （3）生物脱氮效果显著，并有一定的总氮去除效率。 （4）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。
（5）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
多孔亲水性脱氮生物载体的制备方法是：将质量份为：75:25:3:2:0.25:0.25:0.3:5的聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑浆、二氯甲烷、表面活性剂、胺催化剂、锡催化剂和水加入反应釜中，搅拌，反应釜中的温度为23～27℃，加入质量份为：52.5的活性剂后进行二次搅拌，二次搅拌均匀后，加入质量份为：62.5的甲苯二异氰酸酯，三次搅拌均匀后反应成型，将反应成型的聚氨酯泡沫，放入脱膜罐中爆破脱膜，获得磁性生物脱氮载体。
所述的活性剂的组成质量份为：1:2～5:0～3:2～5的纳米铁、改性物质、粉末活性炭，所述的改性物质为改性膨润土或沸石。
多孔亲水性脱氮生物载体用于难生物降解的有机废水、高氨氮废水的生化处理。
本发明载体的具体操作方法，其步骤为：
（1）取料混匀：
将聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑浆、二氯甲烷、表面活性剂、胺催化剂、锡催化剂、水按一定比例放入反应釜充分搅拌均匀后，再投加活性剂后进行二次搅拌；活性剂是由纳米铁、改性膨润土、沸石、粉末活性炭所构成，比例为1:2～5:0～3:2～5。
（2）三次搅拌
二次搅拌均匀后，再加入甲苯二异氰酸酯进行第三次搅拌，搅拌均匀后反应成型。 （3）脱膜
将反应成型的聚氨酯泡沫，放入脱膜罐中爆破脱膜，获得多孔载体。
（4）切割
把大块状载体，根据需要通过切割机分割成小块状的多孔的网状生物载体。
本制备方法制得的生物载体，可以用于难生物降解的有机废水、高氨氮废水生化处理工艺。该载体具有多孔亲水性、磁性网状结构，具有吸收、吸附、催化氧化功能，比表面积大、迅速形成高活性的生物膜，微生物细胞能在其庞大的表面上繁殖生长吸收并降解有毒或抑制物质，从而使表面能够重新具有生物活性显著提高生物处理的效果和稳定性，硝化作用强并具有一定的反硝化作用，能够去除总氮，剩余污泥明显减少。
该生物载体可用于生物处理好氧曝气池，从根本上解决了中等浓度氨氮废水治理的问题及难生化处理废水的达标问题，在氨氮浓度≤500mg/L时，可直接进行生化除氨氮，而对于氨氮浓度高于500mg/L的废水，可采用化学法+生物法的组合处理工艺，较直接采用物化法更加经济有效。
实施例1：
将质量份为：75:25:3:2:0.25:0.25:0.3:5的聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑浆、二氯甲烷、表面活性剂、胺催化剂、锡催化剂和水加入反应釜中，搅拌，反应釜中的温度为23℃，加入质量份为：52.5的活性剂后进行二次搅拌，二次搅拌均匀后，加入质量份为：62.5的甲苯二异氰酸酯，三次搅拌均匀后反应成型，将反应成型的聚氨酯泡沫，放入脱膜罐中爆破脱膜，获得磁性生物脱氮载体。把大块状载体，根据需要通过切割机分割成小块状的多孔的网状亲水性、磁性、催化氧化脱氮生物载体。所述的活性剂的组成质量份为：1:2～5:0～5的纳米铁、改性膨润土、粉末活性炭。
多孔亲水性脱氮生物载体用于难生物降解的有机废水、高氨氮废水的生化处理。
实施例2：
将质量份为：75:25:3:2:0.25:0.25:0.3:5的聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑浆、二氯甲烷、表面活性剂、胺催化剂、锡催化剂和水加入反应釜中，搅拌，反应釜中的温度为27℃，加入质量份为：52.5的活性剂后进行二次搅拌，二次搅拌均匀后，加入质量份为：62.5的甲苯二异氰酸酯，三次搅拌均匀后反应成型，将反应成型的聚氨酯泡沫，放入脱膜罐中爆破脱膜，获得磁性生物脱氮载体。把大块状载体，根据需要通过切割机分割成小块状的多孔的网状亲水性、磁性脱总氮生物载体。所述的活性剂的组成质量份为：1:2～3:2～5的纳米铁、沸石、粉末活性炭。
多孔亲水性脱氮生物载体用于难生物降解的有机废水、高氨氮废水的生化处理。
Claims (3)
1.一种多孔亲水性脱氮生物载体的制备方法，其特征在于将质量份为：75:25:3:2:0.25:0.25:0.3:5的聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑浆、二氯甲烷、表面活性剂、胺催化剂、锡催化剂和水加入反应釜中，搅拌，反应釜中的温度为23℃，加入质量份为：52.5的活性剂后进行二次搅拌，二次搅拌均匀后，加入质量份为：62.5的甲苯二异氰酸酯，三次搅拌均匀后反应成型，将反应成型的聚氨酯泡沫，放入脱膜罐中爆破脱膜，获得磁性生物脱氮载体，把大块状载体，根据需要通过切割机分割成小块状的多孔的网状亲水性、磁性、催化氧化脱氮生物载体；所述的活性剂的组成质量份为：1:2～5:0～5的纳米铁、改性膨润土、粉末活性炭。
2.一种多孔亲水性脱氮生物载体的制备方法，其特征在于将质量份为：75:25:3:2:0.25:0.25:0.3:5的聚醚多元醇、聚合物多元醇、黑浆、二氯甲烷、表面活性剂、胺催化剂、锡催化剂和水加入反应釜中，搅拌，反应釜中的温度为27℃，加入质量份为：52.5的活性剂后进行二次搅拌，二次搅拌均匀后，加入质量份为：62.5的甲苯二异氰酸酯，三次搅拌均匀后反应成型，将反应成型的聚氨酯泡沫，放入脱膜罐中爆破脱膜，获得磁性生物脱氮载体，把大块状载体，根据需要通过切割机分割成小块状的多孔的网状亲水性、磁性脱总氮生物载体；所述的活性剂的组成质量份为：1:2～3:2～5的纳米铁、沸石、粉末活性炭。
3.一种如权利要求1所述方法制备的多孔亲水性脱氮生物载体的用途，其特征在于用于难生物降解的有机废水、高氨氮废水的生化处理。
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