CN102226014A - 淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法及应用 - Google Patents

淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于环境保技术领域的一种淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法及应用。该制备方法是以淀粉与聚丁二酸丁二醇酯为原料，添加增塑剂等助剂，经搅拌混匀后，用双螺杆挤出机一次性挤出，造粒，即得产品。该淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物在作为水处理中反硝化微生物碳源的同时也充当了生物膜载体，避免了使用液体碳源的常规反硝化工艺中碳源投加量不易调控的弊端，且对进水DO和pH具有较强的适应性。

Description

淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法及应用
技术领域
本发明属于环境保技术领域，具体涉及一种淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法及其作为固体碳源在去除低C/N水中硝酸盐的应用。
背景技术
水体中存在的硝酸盐氮，主要来源于生活污水，农业废弃物和某些工业废水。目前水中硝酸盐氮的去除方法有物理化学法和生物反硝化法两大类。从彻底消除硝酸盐污染和降低脱硝成本两个方面看，异养生物反硝化方法都是目前实用的最好方法。当水体中有机物浓度不能满足生物反硝化需求时，添加碳源就成为不可避免的选择。常规生物反硝化工艺添加的是甲醇和乙醇等液体碳源，但是由于进水总氮浓度的变化及运行时的波动，致使液体碳源的投加量不易控制，存在过量投加产生二次污染的风险。而使用水不溶性固态可生物降解聚合物作为反硝化菌脱氮的碳源和生物膜的载体则可有效的避免这个问题。
富含纤维素的物质(如麦秸和棉花等)和细菌及人工合成的聚合物(如PHB和PCL等)均可作为固体碳源用于固相反硝化。但是这些碳源都有一定的缺陷，如富含纤维素物质的反硝化速率较低，运行初期出水中的DOC、色度、细菌总数，而细菌及人工合成聚合物的反硝化成本较高等。为此，开发出具备技术及经济可行性的固体碳源已成为限制该技术推广应用的关键。
淀粉是一种可再生、廉价、来源广泛、易生物降解的天然高分子原料，在其它生物可降解聚合物中加入淀粉，既降低了成本，又符合环保的需求。淀粉的玻璃化温度和熔点都高于其热分解温度，所以天然淀粉不具备热塑加工性能。在生产全降解塑料中，一般是通过改性或添加增塑剂使淀粉分子结构无序化，从而具备热塑性。可与淀粉共混的可降解合成材料主要为聚乙烯醇(PVA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、PHB-PHV共聚物、聚己内酯(PCL)和聚乳酸(PLA)等。当然，制备作为反硝化固体碳源的水不溶性固态可生物降解聚合物与可降解塑料在侧重点上有明显的差异。
发明内容
本发明的目的在于提供一种淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法。
本发明的目的还在于提供一种淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物作为生物反硝化的碳源以及生物膜附着的载体进行低C/N比硝酸盐污染水的脱氮。
一种淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法，其特征在于，该制备方法是将淀粉、PBS、木粉、水和硅烷偶联剂搅拌均匀后，在双螺杆挤出机中于140～180℃挤出造粒。
所用淀粉、PBS、木粉、水和硅烷偶联剂的质量比为：(30～60)∶(30～65)∶(0～10)∶(5～20)∶(0～2)。
所述淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉中的一种或几种的混合。
所述PBS的分子量为80000～100000。
所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560和KH-570中的一种或几种的混合。
淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物在去除低C/N水中硝酸盐方面的应用。
本发明的有益效果：
1、本发明在聚丁二酸丁二醇酯中加入了廉价的可再生的淀粉，使得用该共混物的脱氮成本大大降低，淀粉的生物降解性能要优于聚丁二酸丁二醇酯，使得反应器的启动时间缩短，反硝化速率加快。2、本发明提供的共混物在作为反硝化固体碳源时可用于低C/N比的地表水、地下水和城市污水处理厂出水的脱氮处理。3、本发明提供的水不溶性共混物既充当反硝化所需的碳源又作为生物膜的载体，克服使用传统液体碳源生物脱氮工艺中碳源投加量不易控制的缺点，同时对DO和pH的变化具有很强的适应能力。
附图说明
图1为本发明制备的共混物应用于废水脱氮的工艺流程示意图；
图中，1-进水槽、2-蠕动泵、3-恒温水箱、4-反应器、5-出水槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例以对本发明做进一步描述，需指出的是以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术熟练人员根据本发明的上述内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1
淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法，将50g玉米淀粉、30gPBS(分子量90000)、15g水和5g木粉搅拌均匀后，在双螺杆挤出机中于140～180℃挤出造粒。
实施例2
淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法，将52g玉米淀粉、30gPBS(分子量90000)、13g水和5g木粉搅拌均匀后，在双螺杆挤出机中于160℃挤出造粒。
实施例3
淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法，将55g木薯淀粉、33gPBS(分子量100000)、10g水和2g KH-560硅烷偶联剂搅拌均匀后，在双螺杆挤出机中于140～180℃挤出造粒。
实施例4
淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法，将55.44g玉米淀粉、30g PBS(分子量80000)、13.86g水和0.7g硅烷偶联剂搅拌均匀后，在双螺杆挤出机中于180℃挤出造粒。
实施例5
淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法，将30g玉米淀粉、65gPBS(分子量90000)和5g水搅拌均匀后，在双螺杆挤出机中于140～180℃挤出造粒。
实施例6淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的反硝化应用
1、反硝化微生物的挂膜。反应器为填充床模式(图1)，将制备的共混物颗粒(粒径0.5cm)填充于反应器4中，填充高度为反应器4的三分之二，上流式进水。以污水处理厂曝气池的活性污泥，对反硝化微生物进行驯化，以恒温水箱3控制驯化温度为25℃。每天检测出水中的NO3-N和NO2-N浓度，待反硝化效果稳定后，驯化结束。
2、反硝化脱氮。驯化结束后，开始反应器4的正常运行，运行时恒温水箱3的温度为20～35℃。首先将含硝酸盐原水(盛放在进水槽1)通过蠕动泵2泵入反应器4，以蠕动泵2控制含硝酸盐原水从水箱进入填充床的流速，保证一定的停留时间使反硝化反应有效的进行。原水中的硝酸盐氮在填充床中反硝化微生物的作用下，被逐步还原为氮气，通过排气口排出，处理后的水排入出水槽5。
应用例1
反应器规格为：10cm×50cm(直径×高)。在填充床反应器内加入实施例1的淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物作为碳源和生物膜载体。被处理原水为昆明市的自来水，加入NaNO3调节NO3-N浓度为50mg/L，在下述条件下进行脱氮处理：
水力停留时间：2小时
温度：30℃
pH：7.6
原水DO：5.6mg/L
处理后水质如表1所示。
表1水质变化情况
Figure BDA0000055177060000051
应用例2
反应器规格为：10cm×50cm(直径×高)。在填充床反应器内加入实施例2的淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物作为碳源和生物膜载体。被处理原水为昆明市的自来水，加入NaNO3调节NO3-N浓度为15mg/L，在下述条件下进行脱氮处理：
水力停留时间：0.5小时
温度：25℃
pH：7.8
原水DO：5.0mg/L
处理后水质如表2所示。
表2水质变化情况
Figure BDA0000055177060000052

Claims (6)

1.一种淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法，其特征在于，该制备方法是将淀粉、PBS、木粉、水和硅烷偶联剂搅拌均匀后，在双螺杆挤出机中于140～180℃挤出造粒。
2.一种淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法，其特征在于，所用淀粉、PBS、木粉、水和硅烷偶联剂的质量比为：(30～60)∶(30～65)∶(0～10)∶(5～20)∶(0～2)。
3.一种淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉、土豆淀粉、木薯淀粉中的一种或几种的混合。
4.一种淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法，其特征在于，所述PBS的分子量为80000～100000。
5.一种淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560和KH-570中的一种或几种的混合。
6.权利要求1-5所述任一淀粉和聚丁二酸丁二醇酯热塑性共混物在去除低C/N水中硝酸盐方面的应用。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103044716A (zh) * 2013-01-04 2013-04-17 四川长虹电器股份有限公司 生物降解材料及其制备方法
CN103172172A (zh) * 2013-04-15 2013-06-26 重庆大学 上流式固体碳源生物膜载体反硝化生物反应器
CN104192988A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 华南理工大学 一种同时去除水中硝酸盐和阿特拉津的反应器及方法
CN107915969A (zh) * 2017-11-17 2018-04-17 北京大学 包含淀粉、聚乳酸和稻壳的共混物及其制备方法和用途
CN107936504A (zh) * 2017-11-17 2018-04-20 北京大学 包含phbv和稻壳的共混物及其制备方法和用途
CN108793428A (zh) * 2018-06-27 2018-11-13 郑州大学 一种复合缓释碳源的制备方法
CN111362404A (zh) * 2020-03-27 2020-07-03 宁波益可达新材料有限公司 一种适于高浓度硝态氮污水处理的固体碳源及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101245174A (zh) * 2008-03-18 2008-08-20 浙江华发生态科技有限公司 一种氢氧化铝-聚丁二酸丁二醇酯复合降解材料及其制备工艺

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101245174A (zh) * 2008-03-18 2008-08-20 浙江华发生态科技有限公司 一种氢氧化铝-聚丁二酸丁二醇酯复合降解材料及其制备工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《中国塑料》 20060430 宋聪雨，王佩璋，程希 淀粉/PBS共混材料的制备与性能研究 65-66页 1-5 , 第4期 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103044716A (zh) * 2013-01-04 2013-04-17 四川长虹电器股份有限公司 生物降解材料及其制备方法
CN103172172A (zh) * 2013-04-15 2013-06-26 重庆大学 上流式固体碳源生物膜载体反硝化生物反应器
CN103172172B (zh) * 2013-04-15 2014-06-18 重庆大学 上流式固体碳源生物膜载体反硝化生物反应器
CN104192988A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 华南理工大学 一种同时去除水中硝酸盐和阿特拉津的反应器及方法
CN107915969A (zh) * 2017-11-17 2018-04-17 北京大学 包含淀粉、聚乳酸和稻壳的共混物及其制备方法和用途
CN107936504A (zh) * 2017-11-17 2018-04-20 北京大学 包含phbv和稻壳的共混物及其制备方法和用途
CN108793428A (zh) * 2018-06-27 2018-11-13 郑州大学 一种复合缓释碳源的制备方法
CN111362404A (zh) * 2020-03-27 2020-07-03 宁波益可达新材料有限公司 一种适于高浓度硝态氮污水处理的固体碳源及其制备方法

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