CN108017793B - 一种缓释聚氨酯网状载体的制备方法及其化工废水处理中的应用 - Google Patents

一种缓释聚氨酯网状载体的制备方法及其化工废水处理中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种缓释聚氨酯网状载体的制备方法，包括：步骤S1，提供聚氨酯泡沫载体；步骤S2，提供包含天然高分子多糖、水和增菌培养基的高分子混合溶液；步骤S3，用所述高分子混合溶液对聚氨酯泡沫载体进行浸渍；步骤S4，将经过浸渍的聚氨酯泡沫载体与交联剂进行接触形成可逆凝胶，从而得到所述缓释聚氨酯网状载体。本发明还提供了所述缓释聚氨酯网状载体在化工废水处理中的应用。

Description

一种缓释聚氨酯网状载体的制备方法及其化工废水处理中的 应用
技术领域
本发明涉及一种缓释聚氨酯网状载体的制备方法及其在化工废水处理中的应用。
背景技术
随着我国化工产业的迅速发展，高浓度有机化工废水在我国污水组分中占的比例越来越大，针对高浓度化工废水污染物浓度高、水质成分复杂、毒性大、生物难降解物质多，B/C比低，可生化性差等特点。因此，如何高效、经济地处理高浓度有机化工废水已成为水处理领域的难点。
微生物固定化技术是近些年发展起来的一种新型生物处理法，是利用微生物和载体之间的静电、表面张力等作用，将微生物固定在载体表面使其高度密集并保持其生物活性，并在内部形成生物膜的方法。该技术具有微生物密度大、负荷高；稳定性强、对环境变化不太敏感；污泥量少、易于固液分离等优点，此外，微生物固定化技术处理高浓度的化工废水时可大幅度地提高微生物对毒害物质的承受能力。
王文庆(申请号201610371008.8)等将氧化石墨烯的吸附载体，海藻酸钠(SA)及去离子水混合，待完全溶化后，控制温度至40～50℃，向其中加入微生物培养液，搅拌30～50min，得到待固定化微生物的混合溶液；将其制备的待固定化微生物的混合液滴加到3～5g/L的CaCl2溶液中形成球形颗粒，并浸泡12～18h，将球形颗粒洗涤、过滤，最终得到固定化微生物颗粒；将其加入到铬含量为30mg/L的废水中，静置18h后，铬的去除率达到85％以上。这种制备方法具有耐生物降解性差、固定化微生物对对含铬废水处理不完全等缺点。
朱超(申请号201410751556.4)等将自制的聚氨酯泡沫洗涤干燥后放入溶菌肉汤LB培养基中，在115～125℃下灭菌20～30min，冷却后接种固定化的微生物嗜麦芽寡养单胞菌属T-8，在25～35℃、120～140rpm转速下振荡培养3～5d，用蒸馏水清洗数次，得到固定化微生物的聚氨酯泡沫。这种制备方法具有对温度比较敏感，条件不好控制等缺点。
郑天凌(申请号201010258039.5)等将经煮沸、烘干，密度为65kg/m3具有强吸附能力、传质性能好的立方体聚氨酯泡沫吸附载体，与杀藻菌培养基(Zobe112216E培养基)一起灭菌后，接种固定化海洋杀藻菌SP48，在28℃、150rpm转速下振荡培养16～24h，形成含海洋杀藻菌SP48的聚氨酯泡沫。将其加入到模拟的赤潮藻单细胞塔玛亚历山大藻生长环境中，杀藻率在4d内达到85％以上。这种制备方法具有耐生物降解性差、对环境变化敏感，条件不好控制等缺点。
杨宏(申请号201410137211.X)等以硝化细菌浓缩液和聚乙烯醇混合液为包埋液；聚氨酯泡沫为包埋载体，将包埋液挤压到聚氨酯泡沫内部；放入pH为8～10的饱和硼酸溶液中，交联活化3～24h后，将其取出，洗涤数次去除表面残留物，最终得到硝化细菌固定化的微生物活性填料。在NH4 +—N浓度为70mg/L的废水中，去除率可达到90％。这种制备方法具有耐生物降解性差、改性的聚乙烯醇对微生物有一定的毒害作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是处理化工废水中的高浓度硝基苯、氯苯等难降解有机物。
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种新型缓释聚氨酯网状载体的制备方法。该方法采用包埋法固定化网状聚氨酯微生物载体，增加了聚氨酯生物载体吸附的微生物量，提高了载体的吸水性、生物降解性及污水生物处理能力。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种缓释聚氨酯网状载体的制备方法，包括：
步骤S1，提供聚氨酯泡沫载体；
步骤S2，提供包含天然高分子多糖、水和增菌培养基的高分子混合溶液；
步骤S3，用所述高分子混合溶液对聚氨酯泡沫载体进行浸渍；
步骤S4，将经过浸渍的聚氨酯泡沫载体与交联剂进行接触形成可逆凝胶，从而得到所述缓释聚氨酯网状载体。
根据本发明的优选实施方式，通过将第一组分和第二组分进行混合、发泡制备所述聚氨酯泡沫载体，其中所述第一组分包括：聚酯多元醇、甲基硅油、二丁基月桂酸锡、三乙醇胺、吸水剂、泡沫稳定剂、开孔剂和水；所述第二组分包括聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯。
根据本发明的优选实施方式，各组分的质量份数为：聚酯多元醇70-75份、甲基硅油5-8份、吸水剂5-10份、二丁基月桂酸锡0.1-0.2份、三乙醇胺0.1-0.8份、泡沫稳定剂0.1-0.5份、开孔剂0.1-0.5份、水5-8份、聚醚20-35份以及二苯基甲烷二异氰酸酯50-65份。
根据一些实施例，步骤1)所述聚氨酯泡沫载体通过如下方法制备：将聚酯多元醇70～75份、H2O 5～8份、甲基硅油1～3份、吸水剂(如粉末状)5～10份、二丁基月桂酸锡0.1～0.2份、三乙醇胺0.1～0.8份、泡沫稳定剂0.1～0.5份、开孔剂0.1～0.5份按顺序混合后，于35～45℃下，机械搅拌(例如6000r/min)至均匀，得到第一组分；
将聚醚优选聚醚330 20～35份和二苯基甲烷二异氰酸酯50～65份按顺序混合后，于35～45℃下，搅拌(例如6000r/min)至均匀，得第二组分；
将第一组分与第二组分混合，机械搅拌(例如200r/min)，待发泡后10～30秒后停止搅拌，室温下发泡12～24h，得到网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体。
所述聚氨酯泡沫载体的形状可根据实际需要确定，如边长相同的长方体小块，如规格为20×15×15mm长方体小块。
根据本发明的优选实施方式，所述吸水剂选自CMC接枝丙烯酰胺聚合物、CMC接枝丙烯酸盐聚合物、淀粉接枝丙烯酰胺聚合物和淀粉接枝丙烯酸盐聚合物中的至少一种。
根据本发明的优选实施方式，所述泡沫稳定剂选自磺化的蓖麻醇钠盐、聚醚硅氧烷中的至少一种。
根据本发明的优选实施方式，所述开孔剂选自ALLCHEM 3350、ALLCHEM3600、ALLCHEM 3363和LCHEM 3365中的至少一种。
根据本发明的优选实施方式，所述聚醚选自聚醚330、聚醚3050、聚醚NPE-108和NPE-105中的至少一种。
根据本发明的优选实施方式，所述天然高分子多糖选自瓜尔胶(GG)、海藻酸钠(SA)、三醋酸纤维素(TCA)、明胶和琼脂中的至少一种。
根据本发明的优选实施方式，所述交联剂选自CaCl2交联剂、硼酸交联剂、三醋酸纤维素专用交联剂CA-100和戊二醛交联剂中的至少一种。
根据本发明的优选实施方式，增菌培养基包含葡萄糖、酵母膏、蛋白胨、硝酸铵、MnSO4和KCl；优选地，所述增菌培养基包含葡萄糖15-25g/L，酵母膏1-5g/L，蛋白胨1-3g/L，硝酸铵0.5-1.5g/L，MnSO4 0.1-0.3g/L和KCl 0.1-0.3g/L，更优选地，所述增菌培养基包含葡萄糖20g/L，酵母膏3g/L，蛋白胨2g/L，硝酸铵1g/L，MnSO4 0.2g/L和KCl 0.2g/L。
根据一些实施例，所述的增菌培养基的配制方法为：葡萄糖20g，酵母膏3g，蛋白胨2g，硝酸铵1g，MnSO4·7H2O 0.2g和KCl 0.2g溶解于去离子水后定容至1000mL，然后调节pH为7～8，在115℃灭菌20min。
根据本发明的优选实施方式，所述浸渍在20-30℃优选25℃进行12-36小时优选20-30小时。
本发明还提供了通过本发明所述的制备方法获得的缓释聚氨酯网状载体在化工废水尤其是含有硝基苯和/或氯苯的化工废水处理中的应用。
优选地，所述应用包括将化工废水与所述缓释聚氨酯网状载体和微生物接触。所述微生物优选为所述微生物为B350(美国Bio-System公司)。
本发明与现有技术相比至少具有以下优点。
1、本载体制备中加入了吸水剂，提高了载体的吸水性及生物降解性，有利于微生物的吸附、繁殖，提高污水生物处理能力。
2、本载体制备中加入了开孔剂，提高了聚氨酯泡沫载体的孔隙率，有利于在固定化时微生物的吸附、繁殖，有利于污水中的高浓度有机物的有效吸附。
3、本载体制备中加入了泡沫稳定剂，调节泡沫大小及结构，稳定发泡过程。
4、采用天然高分子多糖溶液为包埋剂来将微生物包埋在高分子的三维空间网状结构中，具有对微生物毒性小，固定化成形方便，固定化密度高，传质性能好等优点。
5、本发明微生物密度大、负荷高，微生物固定化程度高，物化稳定，能抵抗有害物质的毒害，大大提高了对高浓度有机化工废水的处理效率。
6、引入微生物进行负载，同时负载大量微量元素及营养源，接种聚氨酯泡沫载体的微生物可以在化工废水中长期生长，向细胞外分泌黏性物质，利于后期微生物固载。
7、包埋载体与交联剂发生反应并将其固定化，达到了缓释的作用，使微生物细胞的富集程度高。有利于微生物在后期废水处理中的长期稳定存在。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不受下述实施例限定。
实施例1
步骤1，网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体的制备：
Figure BDA0001483067410000051
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，机械搅拌(6000r/min)3～5分钟至均匀，得①组分。
组分②： 聚醚330： 20～35份
二苯基甲烷二异氰酸酯： 50～65份。
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，搅拌(6000r/min)2分钟至均匀，得②组分。
将组分①与组分②混合，机械搅拌(200r/min)，待发泡后10～30秒后停止搅拌，室温下发泡12～24h，得到网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体，然后切割成规格为20×15×15mm的长方体小块。
步骤2，将瓜尔胶(GG)与去离子水混合，在80℃下至完全溶化，静置冷却至50℃，向其中加入含有微量元素及高效微生物的增菌培养基中，混合搅拌30min，得到10g/L的待固定化微生物的高分子混合溶液；
步骤3，将网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体浸泡到上述待固定化微生物的高分子混合溶液中，搅拌24小时取出，加入1％的硼酸交联剂10mL形成可逆凝胶，达到固定化，最终得到新型缓释聚氨酯网状载体。
步骤4，在总体积为10L，底部设有曝气装置的废水处理反应器中，加入2000mg/L的实际有机化工废水(含硝基苯200mg/L，含有氯苯100mg/L)，加入反应器体积40-60％的缓释聚氨酯网状载体，10g高效微生物B350(美国Bio-System公司)，第二天起每天加入一定量的水稀释高浓度有机化工废水，稀释到200mg/L后，再将有机化工废水的浓度由低到高逐渐提高其浓度，每天适当补加一定量的微生物菌群来维持微生物群落，对反应器中的有机化工废水进行驯化培养，在驯化培养1个月后，新型缓释聚氨酯网状载体的COD去除率可达95％；而未固定化微生物的聚氨酯泡沫载体的COD去除率仅有52％。
对比例1
步骤1，网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体的制备：
Figure BDA0001483067410000061
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，机械搅拌(6000r/min)3～5分钟至均匀，得①组分。
组分②：聚醚330： 20～35份
二苯基甲烷二异氰酸酯： 50～65份
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，搅拌(6000r/min)2分钟至均匀，得②组分。
将组分①与组分②混合，机械搅拌(200r/min)，待发泡后10～30秒后停止搅拌，室温下发泡12～24h，得到网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体，然后切割成规格为20×15×15mm的长方体小块。
步骤2，将瓜尔胶(GG)与去离子水混合，在80℃下至完全溶化，静置冷却至50℃，向其中加入含有微量元素及高效微生物的增菌培养基中，混合搅拌30min，得到10g/L的待固定化微生物的高分子混合溶液；
步骤3，将网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体浸泡到上述待固定化微生物的高分子混合溶液中，搅拌24小时取出，加入1％的硼酸交联剂10mL形成可逆凝胶，达到固定化，最终得到新型缓释聚氨酯网状载体。
步骤4，在总体积为10L，底部设有曝气装置的废水处理反应器中，加入2000mg/L的实际有机化工废水(含硝基苯200mg/L，含有氯苯100mg/L)，加入反应器体积40-60％的缓释聚氨酯网状载体，10g高效微生物B350(美国Bio-System公司)，第二天起每天加入一定量的水稀释高浓度有机化工废水，稀释到200mg/L后，再将有机化工废水的浓度由低到高逐渐提高其浓度，每天适当补加一定量的微生物菌群来维持微生物群落，对反应器中的有机化工废水进行驯化培养，在驯化培养1个月后，新型缓释聚氨酯网状载体的COD去除率可达65％；而未固定化微生物的聚氨酯泡沫载体的COD去除率仅有42％。
对比例2种新型缓释聚氨酯网状载体的制备方法及其在高浓度化工废水中的应用，具体步骤如下：
步骤1，网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体的制备：
Figure BDA0001483067410000071
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，机械搅拌(6000r/min)3～5分钟至均匀，得①组分。
组分②： 聚醚330： 20～35份
二苯基甲烷二异氰酸酯： 50～65份
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，搅拌(6000r/min)2分钟至均匀，得②组分。
将组分①与组分②混合，机械搅拌(200r/min)，待发泡后10～30秒后停止搅拌，室温下发泡12～24h，得到网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体，然后切割成规格为20×15×15mm的长方体小块。
步骤2，将瓜尔胶(GG)与去离子水混合，在80℃下至完全溶化，静置冷却至50℃，向其中加入含有微量元素及高效微生物的增菌培养基中，混合搅拌30min，得到10g/L的待固定化微生物的高分子混合溶液；
步骤3，将网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体浸泡到上述待固定化微生物的高分子混合溶液中，搅拌24小时取出，加入1％的硼酸交联剂10mL形成可逆凝胶，达到固定化，最终得到新型缓释聚氨酯网状载体。
步骤4，在总体积为10L，底部设有曝气装置的废水处理反应器中，加入2000mg/L的实际有机化工废水(含硝基苯200mg/L，含有氯苯100mg/L)，加入反应器体积40-60％的缓释聚氨酯网状载体，10g高效微生物B350(美国Bio-System公司)，第二天起每天加入一定量的水稀释高浓度有机化工废水，稀释到200mg/L后，再将有机化工废水的浓度由低到高逐渐提高其浓度，每天适当补加一定量的微生物菌群来维持微生物群落，对反应器中的有机化工废水进行驯化培养，在驯化培养1个月后，新型缓释聚氨酯网状载体的COD去除率可达72％；而未固定化微生物的聚氨酯泡沫载体的COD去除率仅有50％。
实施例2
步骤1，网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体的制备：
Figure BDA0001483067410000081
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，机械搅拌(6000r/min)3～5分钟至均匀，得①组分。
组分②：聚醚330： 20～35份
二苯基甲烷二异氰酸酯： 50～65份。
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，搅拌(6000r/min)2分钟至均匀，得②组分。
将组分①与组分②混合，机械搅拌(200r/min)，待发泡后10～30秒后停止搅拌，室温下发泡12～24h，得到网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体，然后切割成规格为20×15×15mm的长方体小块。
步骤2，海藻酸钠(SA)与去离子水混合，在90℃下至完全溶化，静置冷却至40℃，向其中加入含有微量元素及高效微生物的增菌培养基中，混合搅拌30min，得到10g/L的待固定化微生物的高分子混合溶液；
步骤3，将网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体浸泡到上述待固定化微生物的高分子混合溶液中，搅拌24小时取出，加入1％的CaCl2交联剂10mL形成可逆凝胶，达到固定化，最终得到新型缓释聚氨酯网状载体。
步骤4，在总体积为10L，底部设有曝气装置的废水处理反应器中，加入2000mg/L的实际有机化工废水(含硝基苯200mg/L，含有氯苯100mg/L)，加入反应器体积40-60％的缓释聚氨酯网状载体，10g高效微生物B350(美国Bio-System公司)，第二天起每天加入一定量的水稀释高浓度有机化工废水，稀释到200mg/L后，再将有机化工废水的浓度由低到高逐渐提高其浓度，每天适当补加一定量的微生物菌群来维持微生物群落，对反应器中的有机化工废水进行驯化培养，在驯化培养1个月后，与未固定化微生物的聚氨酯泡沫载体进行对比后发现，新型缓释聚氨酯网状载体的COD去除率可达90％；而未固定化微生物的聚氨酯泡沫载体的COD去除率仅有48％。
实施例3
步骤1，网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体的制备：
Figure BDA0001483067410000091
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，机械搅拌(6000r/min)3～5分钟至均匀，得①组分。
组分②：聚醚330： 20～35份
二苯基甲烷二异氰酸酯： 50～65份。
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，搅拌(6000r/min)2分钟至均匀，得②组分。
将组分①与组分②混合，机械搅拌(200r/min)，待发泡后10～30秒后停止搅拌，室温下发泡12～24h，得到网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体，然后切割成规格为20×15×15mm的长方体小块。
步骤2，三醋酸纤维素(TCA)与去离子水混合，在90℃下至完全溶化，静置冷却至50℃，向其中加入含有微量元素及高效微生物的增菌培养基中，混合搅拌30min，得到10g/L的待固定化微生物的高分子混合溶液；
步骤3，将网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体浸泡到上述待固定化微生物的高分子混合溶液中，搅拌24小时取出，加入10mL 1％的三醋酸纤维素专用交联剂CA-100形成可逆凝胶，达到固定化，最终得到新型缓释聚氨酯网状载体。
步骤4，在总体积为10L，底部设有曝气装置的废水处理反应器中，加入2000mg/L的实际有机化工废水(含硝基苯200mg/L，含有氯苯100mg/L)，加入反应器体积40-60％的缓释聚氨酯网状载体，10g高效微生物B350(美国Bio-System公司)，第二天起每天加入一定量的水稀释高浓度有机化工废水，稀释到200mg/L后，再将有机化工废水的浓度由低到高逐渐提高其浓度，每天适当补加一定量的微生物菌群来维持微生物群落，对反应器中的有机化工废水进行驯化培养，在驯化培养1个月后，与未固定化微生物的聚氨酯泡沫载体进行对比后发现，新型缓释聚氨酯网状载体的COD去除率可达96％；而未固定化微生物的聚氨酯泡沫载体的COD去除率仅有55％。
实施例4
步骤1，网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体的制备：
Figure BDA0001483067410000101
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，机械搅拌(6000r/min)3～5分钟至均匀，得①组分。
组分②：聚醚330： 20～35份
二苯基甲烷二异氰酸酯： 50～65份。
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，搅拌(6000r/min)2分钟至均匀，得②组分。
将组分①与组分②混合，机械搅拌(200r/min)，待发泡后10～30秒后停止搅拌，室温下发泡12～24h，得到网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体，然后切割成规格为20×15×15mm的长方体小块。
步骤2，将明胶与去离子水混合，在90℃下至完全溶化，静置冷却至50℃，向其中加入含有微量元素及高效微生物的增菌培养基中，混合搅拌30min，得到10g/L的待固定化微生物的高分子混合溶液；
步骤3，将网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体浸泡到上述待固定化微生物的高分子混合溶液中，搅拌24小时取出，加入10mL 1％的戊二醛交联剂形成可逆凝胶，达到固定化，最终得到新型缓释聚氨酯网状载体。
步骤4，在总体积为10L，底部设有曝气装置的废水处理反应器中，加入2000mg/L的实际有机化工废水(含硝基苯200mg/L，含有氯苯100mg/L)，加入反应器体积40-60％的缓释聚氨酯网状载体，10g高效微生物B350(美国Bio-System公司)，第二天起每天加入一定量的水稀释高浓度有机化工废水，稀释到200mg/L后，再将有机化工废水的浓度由低到高逐渐提高其浓度，每天适当补加一定量的微生物菌群来维持微生物群落，对反应器中的有机化工废水进行驯化培养，在驯化培养1个月后，与未固定化微生物的聚氨酯泡沫载体进行对比后发现，新型缓释聚氨酯网状载体的COD去除率可达89％；而未固定化微生物的聚氨酯泡沫载体的COD去除率仅有48％。
实施例5
步骤1，网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体的制备：
Figure BDA0001483067410000111
Figure BDA0001483067410000121
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，机械搅拌(6000r/min)3～5分钟至均匀，得①组分。
组分②：聚醚330： 20～35份
二苯基甲烷二异氰酸酯： 50～65份。
将上述原料按顺序混合后，于35～45℃下，搅拌(6000r/min)2分钟至均匀，得②组分。
将组分①与组分②混合，机械搅拌(200r/min)，待发泡后10～30秒后停止搅拌，室温下发泡12～24h，得到网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体，然后切割成规格为20×15×15mm的长方体小块。
步骤2，将琼脂与去离子水混合，在90℃下至完全溶化，静置冷却至50℃，向其中加入含有微量元素及高效微生物的增菌培养基中，混合搅拌30min，得到10g/L的待固定化微生物的高分子混合溶液；
步骤3，将网状开孔吸水性能的聚氨酯泡沫载体浸泡到上述待固定化微生物的高分子混合溶液中，搅拌24小时取出，加入10mL 1％CaCl2的交联剂形成可逆凝胶，达到固定化，最终得到新型缓释聚氨酯网状载体。
步骤4，在总体积为10L，底部设有曝气装置的废水处理反应器中，加入2000mg/L的实际有机化工废水(含硝基苯200mg/L，含有氯苯100mg/L)，加入反应器体积40-60％的缓释聚氨酯网状载体，10g高效微生物B350(美国Bio-System公司)，第二天起每天加入一定量的水稀释高浓度有机化工废水，稀释到200mg/L后，再将有机化工废水的浓度由低到高逐渐提高其浓度，每天适当补加一定量的微生物菌群来维持微生物群落，对反应器中的有机化工废水进行驯化培养，在驯化培养1个月后，与未固定化微生物的聚氨酯泡沫载体进行对比后发现，新型缓释聚氨酯网状载体的COD去除率可达85％；而未固定化微生物的聚氨酯泡沫载体的COD去除率仅有45％。

Claims (13)

1.一种缓释聚氨酯网状载体的制备方法，包括：
步骤S1，提供聚氨酯泡沫载体；
步骤S2，提供包含天然高分子多糖、水和增菌培养基的高分子混合溶液；
步骤S3，用所述高分子混合溶液对聚氨酯泡沫载体进行浸渍；
步骤S4，将经过浸渍的聚氨酯泡沫载体与交联剂进行接触形成可逆凝胶，从而得到缓释聚氨酯网状载体；
所述天然高分子多糖选自瓜尔胶（GG）、海藻酸钠（SA）、三醋酸纤维素（TCA）、明胶和琼脂中的至少一种；
所述浸渍在20-30℃进行12-36小时；
所述聚氨酯泡沫载体通过将第一组分和第二组分进行混合、发泡制备，其中第一组分包括：聚酯多元醇、甲基硅油、二丁基月桂酸锡、三乙醇胺、吸水剂、泡沫稳定剂、开孔剂和水；第二组分包括聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各组分的质量份数为：聚酯多元醇70-75份、甲基硅油5-8份、吸水剂5-10份、二丁基月桂酸锡0.1-0.2份、三乙醇胺0.1-0.8份、泡沫稳定剂0.1-0.5份、开孔剂0.1-0.5份、水5-8份、聚醚20-35份以及二苯基甲烷二异氰酸酯50-65份。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸水剂选自CMC接枝丙烯酰胺聚合物、CMC接枝丙烯酸盐聚合物、淀粉接枝丙烯酰胺聚合物和淀粉接枝丙烯酸盐聚合物中的至少一种；所述泡沫稳定剂选自磺化的蓖麻醇钠盐、聚醚硅氧烷中的至少一种；所述开孔剂选自ALLCHEM 3350、ALLCHEM 3600、ALLCHEM 3363、LCHEM 3365中的至少一种；所述聚醚选自聚醚330、聚醚3050、聚醚NPE-108、NPE-105中的至少一种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述交联剂选自CaCl2交联剂、硼酸交联剂、三醋酸纤维素专用交联剂CA-100和戊二醛交联剂中的至少一种。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述增菌培养基包含葡萄糖、酵母膏、蛋白胨、硝酸铵、MnSO4和KCl。
6.根据权利要求5中所述的方法，其特征在于，所述增菌培养基包含葡萄糖15-25g/L，酵母膏1-5g/L，蛋白胨1-3g/L，硝酸铵0.5-1.5g/L，MnSO4 0.1-0.3g/L 和KCl 0.1-0.3g/L。
7.根据权利要求5中所述的方法，其特征在于，所述增菌培养基包含葡萄糖20g/L，酵母膏3g/L，蛋白胨2g/L，硝酸铵1g/L，MnSO4 0.2g/L 和KCl 0.2g/L。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述浸渍在25℃-30℃进行。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述浸渍进行20-30小时。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法制备的聚氨酯网状缓释载体在化工废水处理中的应用。
11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述化工废水为含有硝基苯和/或氯苯的化工废水。
12.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，包括将化工废水与所述缓释载体和微生物接触。
13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，所述微生物为微生物B350。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109160849B (zh) * 2018-10-08 2021-05-25 浙江世佳科技有限公司 一种松树用固体菌剂的制备方法
CN109439711A (zh) * 2018-11-13 2019-03-08 东北林业大学 一种聚氨酯泡沫固定化纤维素酶酶促京尼平苷转化工艺
CN109897148B (zh) * 2019-02-26 2020-10-27 西安交通大学 基于稳定硼酸酯键的动态共价交联的可再生聚脲-氨酯及其制备和应用
CA3117760C (en) * 2019-11-29 2021-10-26 Evoco Ltd. Biodegradable polyvester-based polyurethane foams
CN111282551A (zh) * 2020-02-14 2020-06-16 兰州大学 乙二胺四乙酸改性磁性凹凸棒土-壳聚糖微球的制备方法
CN114426696B (zh) * 2020-09-18 2023-05-12 中国石油化工股份有限公司 聚氨酯填料及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1478891A (zh) * 2002-08-30 2004-03-03 大连兰大生物环境技术有限公司 活性炭复合亲水性聚氨酯泡沫微生物固定化载体
CN103627015A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 苏州科技学院 一种亲水性聚合物改性聚氨酯泡沫塑料载体的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1478891A (zh) * 2002-08-30 2004-03-03 大连兰大生物环境技术有限公司 活性炭复合亲水性聚氨酯泡沫微生物固定化载体
CN103627015A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 苏州科技学院 一种亲水性聚合物改性聚氨酯泡沫塑料载体的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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"Simultaneous removal of Pb(II) and chemical oxygen demand from aqueous solution using immobilized microorganisms on polyurethane foam carrier";Cui, Lili et al.;《KOREAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING》;20130930;第30卷(第9期);第1729-1734页 *

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