CN112390347A - 一种具有耐盐功能微生物富集作用的填料及其制备方法 - Google Patents

一种具有耐盐功能微生物富集作用的填料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112390347A
CN112390347A CN202011281384.0A CN202011281384A CN112390347A CN 112390347 A CN112390347 A CN 112390347A CN 202011281384 A CN202011281384 A CN 202011281384A CN 112390347 A CN112390347 A CN 112390347A
Authority
CN
China
Prior art keywords
filler
parts
salt
tolerant
polyvinyl alcohol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011281384.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112390347B (zh
Inventor
冯华军
汪锐
陶海波
黄勇昊
汪美贞
徐颖峰
沈东升
夏伊静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Gongshang University
Original Assignee
Zhejiang Gongshang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Gongshang University filed Critical Zhejiang Gongshang University
Priority to CN202011281384.0A priority Critical patent/CN112390347B/zh
Publication of CN112390347A publication Critical patent/CN112390347A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112390347B publication Critical patent/CN112390347B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/06Nutrients for stimulating the growth of microorganisms

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

本发明提供了一种具有耐盐功能微生物富集作用的填料及其制备方法,涉及环保技术领域,该填料按重量份数计,包括以下原料:200‑300份主料、5‑10份表面活性剂、10‑50份缓释营养物质、10‑30份控释营养物质、10‑40份催化剂、10‑90份交联剂、10‑100份发泡剂。通过向10%聚乙烯醇水溶液中依次加入表面活性剂、缓释营养物质、控释物质、催化剂、交联剂以及发泡剂得到反应液,将反应液转入发泡模具,静置并恒温固化,水洗泡沫填料后烘干切割成立方体小块,即得具有耐盐功能微生物富集作用的填料。该填料为耐盐功能微生物提供了碳源和其他微量元素,改善了微生物的生存环境,同时也可富集耐盐功能微生物,起到强化高盐废水处理能力的效果。

Description

一种具有耐盐功能微生物富集作用的填料及其制备方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域,具体涉及一种具有耐盐功能微生物富集作用的填料及其制备方法。
背景技术
我国水资源缺乏,但化工行业排放的污水不仅造成水资源浪费,而且严重危害环境。近年来,随着石油化工、煤化工、钢铁、印染、造纸、海水利用等重要工业领域的大力发展,产生了大量的高含盐废水。高含盐废水排放至土壤,会导致土壤渗透压增高,植物根系死亡;未经处理排入水体,会严重破坏水体原有的生态环境,严重影响水体中生物体的正常繁殖、生长、发育和分布。高含盐废水含有较高浓度的可溶性无机盐,有毒,降解的有机物,有臭味等,带来的环境水体污染,空气污染以及设备的结垢和腐蚀问题,已成为水处理行业的一大难题。
生物处理是目前最经济、使用最广泛的废水处理技术,将微生物驯化和培养成功后,在一定盐度范围内不仅不会使废水生物处理的有机物去除率和脱氮效率降低,有时适当的盐度还可以提高污泥絮凝性,对高盐废水的生物处理起到积极作用。因此,高盐废水的耐盐微生物驯化尤为重要,驯化的目的是培养性能良好的嗜盐菌,提高系统对盐分的耐受力。
生物填料作为微生物赖以生长繁殖的载体,是生物膜水处理技术的核心之一,其材质组成和表面性能将直接影响填料表面微生物的附着、生长、繁殖和活性,进而影响微生物挂膜性能和污水降解效率。传统生物填料由于亲水性不够和抗毒性较差,往往造成微生物挂膜处理速度较慢,生物膜活性以及水处理效率低等缺陷,尤其在处理高浓度有毒难降解物质,这种缺陷更加显著。近年来,质轻、机械强度高、耐腐蚀、能够批量生产的有机填料受到广泛关注,聚乙烯醇缩甲醛(Polyvinyl formal,简称PVFM)海绵具有良好的吸水和保水性能,其在干态下,质硬且有较好的机械强度,而在湿润状态下,具有天然海绵的手感和弹性。PVFM海绵没有生物毒性并可生物降解,广泛应用于清洁材料、过滤材料、医用材料、生物载体材料等领域。但是这类填料大多表面光滑,缺乏微孔结构,不利于微生物附着挂膜且不含营养物质。因此需对其进行改性,最近兴起的营养缓释技术和微生物固定化技术在填料制备中都显示出了一定的优势,营养缓释技术旨在将营养物质实现固相负载,使其在运行过程中缓慢释放供微生物生长所需的营养物质,以保障系统的长期运行。与传统填料相比,营养缓释型填料具有以下优点:(1)表面粗糙多孔,比表面积大大提高,为微生物生长提供更多的附着点;(2)缓释实验证明营养添加物具有良好的缓释性能,为微生物的生长提供了所需的碳源和能源,为微生物共代谢强化处理有毒难降解物质创造了条件。
中国专利CN100999361公开了一种水处理用营养缓释型生物填料及其制备方法,该生物填料包括60-100份高分子基材、1-15份营养物质、1-10份缓释控制物质和1-10份分散润滑剂。所制备的生物填料在表面缓释出微生物挂膜(生长与繁殖)所需的营养物质,具有挂膜快、微生物量多、活性强等特点,特别适合用于含难降解有毒污染物废水的好氧降解处理过程。但该发明仅对有毒污染物废水进行了研究,未提及对高盐废水的处理能力。
与现有技术相比,本发明通过与营养缓释技术结合形成功能PVFM填料,填料中由于掺杂有缓释营养源,不仅为耐盐功能微生物提供了碳源和其他微量元素,改善了微生物的生存环境,同时也可富集耐盐功能微生物,起到强化高盐废水处理能力的效果。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题,提供了一种具有耐盐功能微生物富集作用的填料,用于微生物挂膜,旨在解决高盐废水处理中微生物难以存活的问题,提高填料挂膜速率和强化微生物富集功能。并提供了一种在聚乙烯醇缩甲醛制备过程中原位掺杂缓释营养源的方法,提高了缓释营养源在高盐废水处理过程中的生物亲和性。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
本发明提供了一种具有耐盐功能微生物富集作用的填料及其制备方法,按重量份数计,包括以下原料:200-300份主料、5-10份表面活性剂、10-50份缓释营养物质、10-30份控释营养物质、10-40份催化剂、10-90份交联剂、10-100份发泡剂。
进一步地,所述主料为浓度5%-15%的聚乙烯醇水溶液。
优选地,所述主料为浓度10%的聚乙烯醇水溶液。
进一步地,所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、环氧乙烷加成物、甘胆酸钠中的一种或两种。
进一步地,所述缓释营养物质为:COD、N、P质量比为90-110:4-6:0.5-2的淀粉、微晶纤维素、氯化铵、磷酸二氢钾组成的混合物质。
进一步地,所述控释营养物质为蔗渣和粉末活性炭混合物,混合质量比为1:0.3-1.5。
优选地,所述控释营养物质蔗渣和粉末活性炭混合物的混合质量比为1:1.2。
进一步地,所述催化剂为20%-50%的硫酸溶液。
优选地,所述催化剂为40%的硫酸溶液。
进一步地,所述发泡剂为碳酸氢钠和碳酸氢钾溶液中的一种或两种混合液。
进一步地,所述交联剂为甲醛溶液,其浓度为15%-45%。
优选地,所述交联剂为甲醛溶液,其浓度为30%。
本发明还提供了上述具有耐盐功能微生物富集作用的填料的制备方法,包括以下步骤:
(1)依次向聚乙烯醇水溶液中加入表面活性剂、缓释营养物质以及控释营养物质,高速搅拌,加入催化剂后降低转速继续搅拌,得发泡组分液;
(2)缓慢地将交联剂滴入发泡组分液中,同时低速搅拌,加完后提高转速,加入发泡剂,继续搅拌,使得泡沫溶液膨胀达到最大;
(3)将膨胀后的反应液转入发泡模具内静置5min,放入真空干燥箱恒温固化,取出脱模,充分水洗烘干后切割成立方体小块,即获得具有耐盐功能微生物富集作用的填料。
进一步地,步骤(1)中依次向主料中加入表面活性剂、缓释营养物质以及控释营养物质后,搅拌速度为1500-1900r/min,加入催化剂后,转速降低为600-900r/min;步骤(2)向发泡组分液中加入交联剂,同时以20-100r/min速度低速搅拌,加完后提高转速至1000-1800r/min。
进一步地,步骤(1)中所述聚乙烯醇水溶液的制备方法是在室温下,称取聚乙烯醇放入带搅拌器的烧杯或烧瓶中,加入蒸馏水,静置25-40min使其充分溶胀,再搅拌升温至90-100℃使其完全溶解。呈透明状后停止加热,冷却至室温,总溶解时间控制在2h左右即得。
本发明所取得的技术效果是:
1.本发明以聚乙烯醇为骨架载体,在发泡过程中掺杂一定剂量的微生物缓释营养物质和控释营养物质,通过考察制备工艺对填料孔隙率、拉伸强度及表观密度等性能的影响,筛选出性能最优的聚乙烯醇缩甲醛填料。
2.本发明制得的具有耐盐功能微生物富集作用的填料,具有孔隙多、泡孔均匀,表观密度小、吸水倍率大、拉伸强度高、湿态弹性好、比表面积大等优点。
3.本发明制备的具有耐盐功能微生物富集作用的填料中聚乙烯醇廉价易得,填料总成本不足普通商业聚氨酯发泡填料售价的三分之一,具有显著的经济成本优势。
4.本发明制备的具有耐盐功能微生物富集作用的填料为微生物生长提供更多的附着点,并提供了碳源和其他微量元素,改善了微生物的生存环境,同时也可富集耐盐功能微生物,起到强化高盐废水处理能力的效果。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐明本发明,但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例,并非全部。基于实施方式中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例,都属于本发明的保护范围。
值得说明的是,下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
聚乙烯醇购自上海凌峰化学试剂有限公司,
十二烷基硫酸钠购自上海凌峰化学试剂有限公司,
甘胆酸钠购自湖北威德利化学科技有限公司有限公司,
淀粉购自上海凌峰化学试剂有限公司,
微晶纤维素购自国药集团化学试剂有限公司,
氯化铵购自上海凌峰化学试剂有限公司,
磷酸二氢钾购自上海凌峰化学试剂有限公司,
甲醛溶液购自上海凌峰化学试剂有限公司。
实施例1
具有耐盐功能微生物富集作用的填料,按重量份数计,包括以下原料:200份主料、5份表面活性剂、10份缓释营养物质、10份控释营养物质、10份催化剂、10份交联剂、10份发泡剂。其中,主料为5%聚乙烯醇水溶液,表面活性剂为十二烷基硫酸钠,缓释营养物质为:COD、N、P质量比为90:4:0.5的淀粉、微晶纤维素、氯化铵、磷酸二氢钾组成的混合物质,控释营养物质为蔗渣和粉末活性炭混合物,混合质量比为1:0.3,催化剂为20%的硫酸溶液,发泡剂为碳酸氢钠和碳酸氢钾的混合溶液,交联剂为浓度15%的甲醛溶液。
上述具有耐盐功能微生物富集作用的填料的制备方法包括以下步骤:
(1)室温下,称取10g聚乙烯醇放入带搅拌器的烧杯或烧瓶中,加入190ml蒸馏水配制成含量为5%的聚乙烯醇水溶液,静置25min使其充分溶胀后再搅拌升温至95℃使其完全溶解,呈透明状后停止加热,冷却至室温,总溶解时间控制在2h左右,即得到所需的主料。依次向主料中加入表面活性剂、缓释营养物质以及控释营养物质,在30℃、1500r/min条件下高速搅拌20min后,加入催化剂,转速降低为600r/min,搅拌20min;
(2)缓慢地将交联剂滴入到配置好的发泡组分液中,同时以20r/min速度低速搅拌,交联剂滴入时长控制在4min内,加完后迅速以1000r/min搅拌10min左右,再加入发泡剂,继续搅拌2min,使得泡沫溶液膨胀达到最大;
(3)将膨胀后的反应液转入发泡模具内,静置5min后,放在真空干燥箱中恒温固化16h后取出脱模,固化温度为80℃。将脱模后的泡沫填料充分水洗,除去多余的甲醛、酸等,即得到多孔、柔软、亲水性好、弹性好的发泡填料。将清洗后的产品再放回60℃的烘箱中干燥1.5h,然后切割成立方体小块,即获得具有耐盐功能微生物富集作用的填料。
实施例2
具有耐盐功能微生物富集作用的填料,按重量份数计,包括以下原料:300份主料、10份表面活性剂、50份缓释营养物质、30份控释营养物质、40份催化剂、90份交联剂、100份发泡剂。其中,主料为15%聚乙烯醇水溶液,表面活性剂为环氧乙烷加成物,缓释营养物质为:COD、N、P质量比为110:6:2的淀粉、微晶纤维素、氯化铵、磷酸二氢钾组成的混合物质,控释营养物质为蔗渣和粉末活性炭混合物,混合比为1:1.5,催化剂为50%的硫酸溶液,发泡剂为碳酸氢钾溶液,交联剂为浓度45%的甲醛溶液。
上述具有耐盐功能微生物富集作用的填料的制备方法包括以下步骤:
(1)室温下,称取30g聚乙烯醇放入带搅拌器的烧杯或烧瓶中,加入170ml蒸馏水配制成含量为15%的聚乙烯醇水溶液,静置40min使其充分溶胀后再搅拌升温至95℃使其完全溶解,呈透明状后停止加热,冷却至室温,总溶解时间控制在2h左右,即得到所需的主料。依次向主料中加入表面活性剂、缓释营养物质以及控释物质,在80℃、1900r/min条件下高速搅拌30min后,加入催化剂,转速降低为900r/min,搅拌40min;
(2)缓慢地将交联剂滴入到配置好的发泡组分液中,同时以100r/min速度低速搅拌,交联剂滴入时长控制在6min内,加完后迅速以1800r/min搅拌10min以上,再加入发泡剂,继续搅拌5min,使得泡沫溶液膨胀达到最大;
(3)将膨胀后的反应液转入发泡模具内,静置5min后,放在真空干燥箱中恒温固化16h后取出脱模,固化温度为80℃。将脱模后的泡沫填料充分水洗,除去多余的甲醛、酸等,即得到多孔、柔软、亲水性好、弹性好的发泡填料。将清洗后的产品再放回60℃的烘箱中干燥7h,然后切割成立方体小块,即获得具有耐盐功能微生物富集作用的填料。
实施例3
具有耐盐功能微生物富集作用的填料,按重量份数计,包括以下原料:250份主料、7份表面活性剂、30份缓释营养物质、20份控释营养物质、20份催化剂、50份交联剂、50份发泡剂。其中,主料为10%聚乙烯醇水溶液,表面活性剂为十二烷基硫酸钠,缓释营养物质为:COD、N、P质量比为100:5:1的淀粉、微晶纤维素、氯化铵、磷酸二氢钾组成的混合物质,控释营养物质为蔗渣和粉末活性炭混合物,混合比为1:1.2,催化剂为40%的硫酸溶液,发泡剂为碳酸氢钠溶液,交联剂为浓度30%的甲醛溶液。
上述具有耐盐功能微生物富集作用的填料的制备方法包括以下步骤:
(1)室温下,称取20g聚乙烯醇放入带搅拌器的烧杯或烧瓶中,加入180ml蒸馏水配制成含量为10%的聚乙烯醇水溶液,静置25min使其充分溶胀后再搅拌升温至95℃使其完全溶解,呈透明状后停止加热,冷却至室温,总溶解时间控制在2h左右,即得到所需的主料。依次向主料中加入表面活性剂、缓释营养物质以及控释物质,在60℃、1700r/min条件下高速搅拌25min后,加入催化剂,转速降低为800r/min,搅拌30min;
(2)缓慢地将交联剂滴入到配置好的发泡组分液中,同时以50r/min速度低速搅拌,交联剂滴入时长控制在5min内,加完后迅速以1500r/min搅拌10min以上,再加入发泡剂,继续搅拌3min,使得泡沫溶液膨胀达到最大;
(3)将膨胀后的反应液转入发泡模具内,静置5min后,放在真空干燥箱中恒温固化16h后取出脱模,固化温度为80℃。将脱模后的泡沫填料充分水洗,除去多余的甲醛、酸等,即得到多孔、柔软、亲水性好、弹性好的发泡填料。将清洗后的产品再放回60℃的烘箱中干燥5h,然后切割成立方体小块,即获得具有耐盐功能微生物富集作用的填料。
实施例4
具有耐盐功能微生物富集作用的填料,按重量份数计,包括以下原料:200份主料、5份表面活性剂、10份缓释营养物质、10份控释营养物质、10份催化剂、10份交联剂、10份发泡剂。其中,主料为10%聚乙烯醇水溶液,表面活性剂为十二烷基硫酸钠与环氧乙烷加成物,缓释营养物质为:COD、N、P质量比为100:5:1的淀粉、微晶纤维素、氯化铵、磷酸二氢钾组成的混合物质,控释营养物质为蔗渣和粉末活性炭混合物,混合比为1:1.2,催化剂为40%的硫酸溶液,发泡剂为碳酸氢钠溶液,交联剂为浓度30%的甲醛溶液。
上述具有耐盐功能微生物富集作用的填料的制备方法包括以下步骤:
(1)室温下,称取20g聚乙烯醇放入带搅拌器的烧杯或烧瓶中,加入180ml蒸馏水配制成含量为10%的聚乙烯醇水溶液,静置30min使其充分溶胀后再搅拌升温至95℃使其完全溶解,呈透明状后停止加热,冷却至室温,总溶解时间控制在2h左右,即得到所需的主料。依次向主料中加入表面活性剂、缓释营养物质以及控释物质,在50℃、1700r/min条件下高速搅拌20min后,加入催化剂,转速降低为800r/min,搅拌30min;
(2)缓慢地将交联剂滴入到配置好的发泡组分液中,同时以50r/min速度低速搅拌,交联剂滴入时长控制在4min内,加完后迅速以1800r/min搅拌10min以上,再加入发泡剂,继续搅拌2min,使得泡沫溶液膨胀达到最大;
(3)将膨胀后的反应液转入发泡模具内,静置5min后,放在真空干燥箱中恒温固化16h后取出脱模,固化温度为80℃。将脱模后的泡沫填料充分水洗,除去多余的甲醛、酸等,即得到多孔、柔软、亲水性好、弹性好的发泡填料。将清洗后的产品再放回60℃的烘箱中干燥4h,然后切割成立方体小块,即获得具有耐盐功能微生物富集作用的填料。
对比例1
与实施例3的区别仅在于,具有耐盐功能微生物富集作用的填料,按重量份数计,包括以下原料:180份主料、3份表面活性剂、55份缓释营养物质、38份控释营养物质、6份催化剂、7份交联剂、5份发泡剂。
对比例2
与实施例3的区别仅在于,具有耐盐功能微生物富集作用的填料,按重量份数计,包括以下原料:320份主料、13份表面活性剂、8份缓释营养物质、8份控释营养物质、42份催化剂、95份交联剂、110份发泡剂。
对比例3
与实施例3的区别仅在于,不加入缓释营养物质和控释营养物质。
对比例4
与实施例3的区别仅在于,控释营养源物质中蔗渣和粉末活性炭混合物的混合比为1:2。
对比例5
与实施例3的区别仅在于,具有耐盐功能微生物富集作用的填料的制备方法包括以下步骤:
(1)室温下,称取20g聚乙烯醇放入带搅拌器的烧杯或烧瓶中,加入180ml蒸馏水配制成含量为10%的聚乙烯醇水溶液,静置25min使其充分溶胀后再搅拌升温至95℃使其完全溶解。呈透明状后停止加热,冷却至室温,总溶解时间控制在2h左右,即得到所需的主料。依次向主料中加入表面活性剂、缓释营养物质、控释物质以及催化剂,在60℃、1000r/min条件下搅拌45min;
(2)缓慢地将交联剂滴入到配置好的发泡组分液中,同时以1000r/min速度搅拌,交联剂滴入时长控制在5min内,加完后搅拌10min以上再加入发泡剂,继续搅拌3min,使得泡沫溶液膨胀达到最大;
(3)将膨胀后的反应液转入发泡模具内,静置5min后,放在真空干燥箱中恒温固化16h后取出脱模,固化温度为80℃。将脱模后的泡沫填料充分水洗,除去多余的甲醛、酸等,即得到多孔、柔软、亲水性好、弹性好的发泡填料。将清洗后的产品再放回60℃的烘箱中干燥5h,然后切割成立方体小块,即获得具有耐盐功能微生物富集作用的填料。
对比例6
与实施例3的区别仅在于,缓释营养源物质为质量比为1:1:1的淀粉、壳聚糖和骨粉。
一、性能测试
其中商业有机填料购自嘉善广辉泡棉有限公司,货号为TL-20PPI。
分别按照实施例和对比例所述方法制备填料,并与商业有机填料进行性能对比,对其性能测试结果如表1所示。
孔隙率:称量干重为m的填料,放入盛有水的烧杯中浸泡,然后放入真空干燥箱中抽真空,将填料气孔中的气泡排出。将抽真空后的填料完全浸没于盛有水的小烧杯中,浸泡时将余有的气泡挤出,再称其全部的质量m1,然后用镊子夹出填料,拿出一定时间不再滴水后再离开烧杯,称其拿出后剩余水和烧杯的质量m2,填料中气孔的体积即为填料中水的体积。计算公式如下:
Figure BDA0002780895940000091
Figure BDA0002780895940000092
式中,ms为填料所吸收水的质量,g;V为填料的体积,cm3
拉伸强度:测定方法依据国家标准GB2568-1995,将填料制成条状样条,用卡尺测出填料的宽度b和厚度h,即可计算得到拉伸截面积。用手摇拉力试验机测量填料在干态或湿态下的最大载荷。填料拉伸强度的计算公式如下:
Figure BDA0002780895940000093
式中,δ为拉伸强度,MPa;P为拉伸最大载荷,N;A为填料的拉伸截面积,mm2;b为填料宽度,mm;h为填料厚度,mm。
吸水倍率:吸水倍率是指填料的吸水量与填料质量之比,测定方法按照轻工部标准SG232-81进行,计算公式如下:
Figure BDA0002780895940000101
式中,G1为填料吸水后的质量,g;G2为填料干燥时的质量,g。
比表面积:利用全自动比表面积孔隙度分析仪BET测量。
表观密度:按照国家标准GB/T6343-2009进行表观密度测定,计算公式如下:
Figure BDA0002780895940000102
式中,ρ为表观密度,kg/m3;m为填料的质量,g;V为填料体积,mm3
表1
Figure BDA0002780895940000103
二、接触角试验
对实施例3、对比例3制备的填料和商业有机填料进行水滴接触角测试,测试结果如表2所示。
表2
接触角(°)
对比例3 29
商业有机填料 46
实施例3 21
三、挂膜试验(快速排泥法)
将实施例3、对比例3制备的填料和商业有机填料分别置于相同条件的苯酚废水好氧生物处理系统中,进行挂膜对比试验(快速排泥法),每24h换水一次,每次换水调节系统中初始苯酚浓度为120mg/L左右,曝气量0.4L/min。
表3
挂膜所需时间(天) 挂膜量(g/L)
对比例3 7 10.2
商业有机填料 8 8.5
实施例3 5 12
四、有机物废水生物降解和脱氮试验
对经实施例3、对比例3制备的填料和商业有机填料处理过的污水进行有机物去除率和脱氮率检测,检测结果表4所示。
有机物去除率:经填料处理前后的污水中加入重铬酸钾溶液,在强硫酸介质下,硫酸银为催化剂,高温消解,分光光度法测定COD值。试样中COD的值为100-1000mg/L,在600nm下测吸光度;若试样COD为15-250mg/L,在440nm处测吸光度。
脱氮率:取2mL经填料处理前后的污水置于50mL具塞比色管中,加水稀释至10mL,再加入5mL碱性过硫酸钾溶液,塞紧磨口塞,用纱布裹紧管塞,以防迸溅。将比色管置于灭菌器中,设定温度120-124℃,加热消解时间设定为45min。等压力指针归零,打开放气阀排气,取出比色管并冷却至室温加入(1+9)盐酸1mL,用蒸馏水稀释至25mL,用紫外分光光度计,以蒸馏水作参比,分别在220nm及275nm波长处测定吸光度。
表4
有机物去除率(%) 脱氮率(%)
对比例3 80 71
商业有机填料 75 69
实施例3 93 85
五、污泥絮凝性
采用30min沉降法,取100mL量筒,将实施例3、对比例3制备的填料和商业有机填料处理过的污泥混合液倒至量筒100mL刻度线处,同时开始计时,分别记录30min时泥水分界线的刻度值。
表5
沉降比(%)
对比例3 20
商业有机填料 25
实施例3 18
从表2-表5可以看出,实施例3制备的填料,其亲水性、挂膜速率、有机物的去除率、脱氮效率、污泥的絮凝效果都有着明显的改善,强化了废水的处理能力。
最后应当说明的是,以上内容仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换,均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种具有耐盐功能微生物富集作用的填料,其特征在于:按重量份数计,包括以下原料:200-300份主料、5-10份表面活性剂、10-50份缓释营养物质、10-30份控释营养物质、10-40份催化剂、10-90份交联剂、10-100份发泡剂。
2.根据权利要求1所述的具有耐盐功能微生物富集作用的填料,其特征在于:所述主料为浓度为5%-15%的聚乙烯醇水溶液。
3.根据权利要求1所述的具有耐盐功能微生物富集作用的填料,其特征在于:所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、环氧乙烷加成物、甘胆酸钠中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的具有耐盐功能微生物富集作用的填料,其特征在于:所述缓释营养物质为:COD、N、P质量比为90-110:4-6:0.5-2的淀粉、微晶纤维素、氯化铵、磷酸二氢钾组成的混合物质。
5.根据权利要求1所述的具有耐盐功能微生物富集作用的填料,其特征在于:所述控释营养物质为蔗渣和粉末活性炭混合物,混合质量比为1:0.3-1.5。
6.根据权利要求1所述的具有耐盐功能微生物富集作用的填料,其特征在于:所述催化剂为20%-50%的硫酸溶液。
7.根据权利要求1所述的具有耐盐功能微生物富集作用的填料,其特征在于:所述发泡剂为碳酸氢钠和碳酸氢钾溶液中的一种或两种混合液。
8.根据权利要求1所述的具有耐盐功能微生物富集作用的填料,其特征在于:所述交联剂为甲醛溶液,其浓度为15%-45%。
9.如权利要求1-8任一项所述的具有耐盐功能微生物富集作用的填料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)依次向主料中加入表面活性剂、缓释营养物质以及控释营养物质,1500-1900r/min条件下高速搅拌后,加入催化剂,转速降低为600-900r/min继续搅拌,得发泡组分液;
(2)向发泡组分液中加入交联剂,同时以20-100r/min速度低速搅拌,加完后提高转速至1000-1800r/min,加入发泡剂,继续搅拌,使得泡沫溶液膨胀达到最大;
(3)将膨胀后的反应液转入发泡模具内静置,并放入真空干燥箱恒温固化,取出脱模,水洗烘干后切块,即获得具有耐盐功能微生物富集作用的填料。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述主料的制备方法是向聚乙烯醇中加入水,使其充分溶胀,再搅拌升温至95-100℃使其完全溶解,呈透明状后停止加热,冷却至室温即得。
CN202011281384.0A 2020-11-16 2020-11-16 一种具有耐盐功能微生物富集作用的填料及其制备方法 Active CN112390347B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011281384.0A CN112390347B (zh) 2020-11-16 2020-11-16 一种具有耐盐功能微生物富集作用的填料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011281384.0A CN112390347B (zh) 2020-11-16 2020-11-16 一种具有耐盐功能微生物富集作用的填料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112390347A true CN112390347A (zh) 2021-02-23
CN112390347B CN112390347B (zh) 2022-09-16

Family

ID=74599578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011281384.0A Active CN112390347B (zh) 2020-11-16 2020-11-16 一种具有耐盐功能微生物富集作用的填料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112390347B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113336311A (zh) * 2021-06-03 2021-09-03 华设设计集团环境科技有限公司 一种高效脱氮除磷多孔填料及其制备方法
CN115160631A (zh) * 2022-04-18 2022-10-11 河北科技大学 一种改性聚乙烯醇缩甲醛悬浮载体及其制备方法
CN115197515A (zh) * 2022-09-16 2022-10-18 中煤科工集团杭州研究院有限公司 一种生物流化载体材料及其制备方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004124065A (ja) * 2002-07-29 2004-04-22 Mitsubishi Rayon Co Ltd 耐塩性保水剤および緑化材料
CN100999361A (zh) * 2007-01-05 2007-07-18 华南理工大学 一种水处理用营养缓释型生物填料及其制备方法
CN102583742A (zh) * 2012-03-01 2012-07-18 南京大学 一种聚乙烯醇缓释碳源材料及其制备方法
CN103693760A (zh) * 2014-01-21 2014-04-02 厦门市威士邦膜科技有限公司 一种缓释填料及其制备方法
CN103964565A (zh) * 2014-04-03 2014-08-06 北京工业大学 一种以淀粉和聚乙烯醇为基材的缓释碳源滤料的制备方法
CN109775860A (zh) * 2017-11-14 2019-05-21 中国石油化工股份有限公司 一种固定化微生物载体填料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004124065A (ja) * 2002-07-29 2004-04-22 Mitsubishi Rayon Co Ltd 耐塩性保水剤および緑化材料
CN100999361A (zh) * 2007-01-05 2007-07-18 华南理工大学 一种水处理用营养缓释型生物填料及其制备方法
CN102583742A (zh) * 2012-03-01 2012-07-18 南京大学 一种聚乙烯醇缓释碳源材料及其制备方法
CN103693760A (zh) * 2014-01-21 2014-04-02 厦门市威士邦膜科技有限公司 一种缓释填料及其制备方法
CN103964565A (zh) * 2014-04-03 2014-08-06 北京工业大学 一种以淀粉和聚乙烯醇为基材的缓释碳源滤料的制备方法
CN109775860A (zh) * 2017-11-14 2019-05-21 中国石油化工股份有限公司 一种固定化微生物载体填料及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113336311A (zh) * 2021-06-03 2021-09-03 华设设计集团环境科技有限公司 一种高效脱氮除磷多孔填料及其制备方法
CN115160631A (zh) * 2022-04-18 2022-10-11 河北科技大学 一种改性聚乙烯醇缩甲醛悬浮载体及其制备方法
CN115197515A (zh) * 2022-09-16 2022-10-18 中煤科工集团杭州研究院有限公司 一种生物流化载体材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN112390347B (zh) 2022-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112390347B (zh) 一种具有耐盐功能微生物富集作用的填料及其制备方法
US6395522B1 (en) Biologically active support containing bound adsorbent particles and microorganisms for waste stream purification
Xia et al. Denitrification performance and microbial community of bioreactor packed with PHBV/PLA/rice hulls composite
CN108529747B (zh) 硝化反硝化同步脱氮方法
CN109734174A (zh) 一种双负载核壳水凝胶及其制备方法和应用
CN107158929A (zh) 一种改性聚氨酯生物填料及其改性方法和在净化VOCs中的应用
CN105692870A (zh) 高吸附强度的生物滤池填料
CN116144641A (zh) 一种固定化微生物菌剂水凝胶球及其制备方法和应用
CN112960766B (zh) 好氧生物膜材料、制备方法及其在污水处理技术中的用途
Peng et al. Enhanced denitrification of secondary effluent using composite solid carbon source based on agricultural wastes and synthetic polymers
CN103253776B (zh) 兰炭微生物载体及其制备方法
CN111333947B (zh) 一种蓝藻基纳米生物膜材料及其制备方法
CN105481107A (zh) 用于废水处理的亲水型生物载体
EP0639159B1 (en) Apparatus and process for removal of pollutants from waste water
CN112225309A (zh) 一种污水处理用聚氨酯/陶瓷复合生物填料及制备方法
Siripattanakul-Ratpukdi et al. Municipal wastewater treatment using barium alginate entrapped activated sludge: adjustment of utilization conditions
CN114751507B (zh) 一种曝气生物滤池有机填料及其制备方法
CN116693041A (zh) 一种磁场强化垂直流人工湿地装置
CN112979830B (zh) 微生物菌剂用可降解填料及其制备方法
Jin et al. Enhancing nitrogen removal performance using immobilized aerobic denitrifying bacteria by modified polyvinyl alcohol/sodium alginate (PVA/SA)
CN113416727A (zh) 一种用于污水处理的活性填料及其制备方法与应用
CN112939355A (zh) 一种具备脱氮除磷功能的人工填料及其制备方法
CN103157449B (zh) 一种复合膜及其制备方法
CN112960846A (zh) 一种河湖污染底泥/淤泥原位氧化药剂及其制备方法
CN116621330B (zh) 一种缓释碳源的生物填料及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant