CN115418066B - 一种用于污水处理的生物载体材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于污水处理的生物载体材料及其制备方法。所述生物载体材料以重量百分比计,包括以下组分:聚乙烯醇:8%~12%;纳米海泡石:0.5%~1.0%;交联剂:10%~12%;酸催化剂:2%~4%;成孔剂:0.5%~1.5%;表面活性剂:0.4%~1.4%;硫酸盐木浆:2%~5%;水:余量。所述制备方法包括S1.将水加入反应釜中搅拌升温,依次加入硫酸盐木浆、表面活性剂和聚乙烯醇后搅拌;S2.加入成孔剂和纳米海泡石并搅拌;S3.向体系中加入交联剂,搅拌后加入酸催化剂,充分混合后注模,交联反应及养护固化成型3‑5小时;S4.冷却后脱模,清洗,切割,即得生物载体材料。本发明提供的生物载体材料孔径保持在2.0‑3.0mm之间,具有比表面积大、挂膜快、增浓能力强、柔性耐磨的优点。

Description

一种用于污水处理的生物载体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料制备技术领域,具体涉及一种用于污水处理的生物载体材料及其制备方法。
背景技术
目前污水治理行业最重要、最有效和经济的处理方法为生物处理,主要涉及活性污泥法与生物膜法,目的是通过人工强化手段,在充分利用微生物新陈代谢等作用下,实现COD、氨氮等污染物的吸附与降解,从而达到净化水质的目的。由于生物膜技术具有微生物浓度高、活性强、反应时间短、生物反应器体积小、微生物通过固定化不易流失,抗负荷能力强,且剩余污泥产量低,管理简便,运行安全可靠等工程特点,已成为目前应用最为广泛的污染物降解方法。生物膜法的核心在于反应器中投加的能实现微生物固定化和增浓的生物载体。
现阶段常规生物载体或填料主要包括多面球型、加载纤维球型、弹性填料、组合填料、聚酯网状填料等,但常规生物载体存在诸如非亲水、耐温性差、易老化、硬质易磨损、寿命短等行业瓶颈问题。随着国家节能减排战略向纵深发展,以及国家环保政策的日趋严苛和排放标准的提升,增加了污水处理难度,污水处理领域急需技术更加先进、运行稳定、使用可靠的污水处理工艺及其配套材料,而生物载体作为其关键材料之一。如上所述,固定微生物的载体种类与形式多样,但最终功能是在载体表面或内部能快速附着细菌胞外大分子所包裹的组织结构的细菌菌落——生物膜,其形成过程包括四个阶段:(1)微生物向载体表面运输,细菌利用水力动力作用及浓度梯度的扩散作用,在载体表面迁移,或者通过布朗运动、自身移动、电吸引力和沉降等作用;(2)微生物的可逆附着阶段,微生物通过物理和化学作用力附着在载体表面,初始尚未形成强有力的附着力,会被水力剪切力冲离载体表面,在水中和载体表面之间不停往复移动;(3)微生物不可逆附着阶段,随着附着在载体表面的微生物增加,微生物会代谢和分泌出粘性代谢物质如胞外多糖、核酸、胞外蛋白等胞外聚合物,形成较强的粘合力,不易受水力作用影响而脱离,形成固定化附着;(4)生物膜生长阶段,生物膜初步形成后微生物在载体表面建立相对稳定的生存环境,利用环境周围的营养物质(基质)进行繁殖,实现生物膜的增厚,并随着微生物的老化和新的微生物生长附着,实现生物膜的脱落与更新。可见,有利于物生物膜形成的生物载体具备相应条件:载体表面应含有丰富的化学活性基团,表现出良好的亲水和亲生物特性;具有适中的宏观微观粒度及多种孔径的三维结构,能使微生物快速吸附、附着和固定化,在较短时间形成多样性的生物群落,实现浓度倍增与效率提升;具有足够的机械强度和耐磨损性能,确保载体的使用寿命和处理系统的稳定。
目前,生物膜工艺中常用的悬浮型有机类生物载体,多以PP、PE等材质为主,其中PP和PE材质以半软性和硬性填料为主,表面光滑。海绵是一种具有良好的吸水性、高弹性的多孔材料,在各行各业使用极其广泛。目前海绵产品主要分天然海绵和人工合成海绵两大类。利用海绵作为载体是因其比表面积大、孔隙率大,具有较好的生物富集效果。目前具有代表性是聚氨酯类海绵,它是通过聚醚或聚氨酯单体在有机多异氰酸酯溶液中反应合成,此类海绵作为生物载体其优势在于孔径大小可控,但是亲水性差,填料上浮严重,生物富集更多靠多孔网状结构的机械拦截作用实现,吸附能力差,材质偏硬,载体之间三相流化中容易被磨损;工程实践表明,超过30℃的水温易导致填料老化和脆化,经气液固三相流化与磨损后,形成球状,最后变小并断裂成丝状,堵塞过水通道和水泵,增加了现场操作工人的清捞强度,影响企业使用的积极性、处理效果和运维成本。
聚乙烯醇(PVA)缩甲醛海绵作为除聚氨酯型海绵外的另一种人工合成海绵,是聚乙烯醇与甲醛在酸的催化下,利用发泡技术,通过羟醛缩合反应制备而成。聚乙烯醇缩甲醛海绵作为一种软性材料,因含有大量的亲水型羟基基团,因而具有比表面积大和良好的亲水亲生物特性,非常适合用于微生物固定化的载体。目前聚乙烯醇缩甲醛海绵主要用于医疗领域作为高效的止血绵使用,以及日常生活用品如胶绵制品等,但由于目前聚乙烯醇海绵受其使用要求(吸液)、孔径结构的限制,主要孔径范围属小孔或微孔范畴;对于环保行业污水生物处理领域,因使用工况和生物膜对载体要求的完全不同,急需大孔型载体,使其现有制备方法及形成的产品受到严重限制、难以应用。
污水生物处理所需载体要求高性能、耐用和制备过程低碳环保。目前公开的专利中,多采用淀粉填充发泡的传统方法,由此制备生产的聚乙烯醇缩甲醛海绵,因淀粉很难完全清洗干净,利用率低,耗水量大,清洗废水COD浓度高,容易造成水环境二次污染,且残留的淀粉容易导致产品霉变,限制了其使用范围;在发泡成孔方面,除有机发泡剂外还采用无机发泡剂,如中国专利CN109734180A报道生物炭/聚乙烯醇缩甲醛多孔复合填料及其制备方法与应用,其发泡剂为碳酸盐或碳酸氢盐,如碳酸钠、碳酸钙、碳酸氢钠中的一种或两种以上任意比例的混合物。中国专利CN105175591A提供有机蒙脱土改性聚乙烯醇缩甲醛海绵的制备方法,专利所制备海绵采用的是碳酸氢钠作为发泡剂。此类碳酸盐类发泡剂在制备聚乙烯醇缩甲醛海绵中往往存在过程难以控制、泡孔尺寸不均匀,稳定产品多为小孔尺度的密集型多孔复合材料。中国专利CN200610051746.0提供的一种悬浮微生物载体及其制备方法,其实就是聚氨酯的制备,此载体在实际污水处理应用中存在已破损、不耐磨等缺点,常常会因为磨损破碎导致管道、泵体堵塞等,严重影响运行。
海泡石(sepiolite)是一种富镁纤维状硅酸盐粘土矿物,其标准晶体化学式为Mg8Si12O30(OH)4(OH2)4.8H2O,是一种天然纳米材料。由于晶体结构为层链状,属2:1型,具有贯穿整个结构的沸石水通道和大的比表面积,在其通道和孔洞中可以吸附大量水和极性物质,表面积可达800-900m2/g,其内表面积500m2/g,外表面积400m2/g,如此巨大表面积和多孔结构,因而具有较强的吸附能力和分子筛功能。海泡石自身存在酸性碱性中心,使其本身拥有一定的催化性能,与相关催化剂一起产生协同催化效果。海泡石特殊的多功能结构,成为一种性能优良、来源广泛、加工成本低的纳米材料,使其广泛应用于石油、化工、冶金、建材、轻工、环保、农业等多个行业。
因此,如何利用海泡石制备耐磨损生物载体材料,是本领域技术人员研究的方向。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足,本发明的目的在于解决现有人工合成海绵属小孔或微孔范畴且泡孔尺寸不均匀,不能满足污水处理领使用要求的问题,提供一种用于污水处理的生物载体材料及其制备方法,该生物载体材料孔径保持在2.0-3.0mm 之间,在聚乙烯醇缩甲醛海绵中属于真正意义上的大孔海绵,同时具有比表面积大、挂膜快、增浓能力强、柔性耐磨的优点。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种用于污水处理的生物载体材料,以重量百分比计,包括以下组分:
聚乙烯醇:8%~12%;
纳米海泡石:0.5%~1.0%;
交联剂:10%~12%;
酸催化剂:2%~4%;
成孔剂:0.5%~1.5%;
表面活性剂:0.4%~1.4%;
硫酸盐木浆:2%~5%;
水:余量。
作为优选,所述用于污水处理的生物载体材料以重量百分比计,包括以下组分:
聚乙烯醇:10.1%~10.3%;
纳米海泡石:0.7%;
交联剂:11.6%~11.7%;
酸催化剂:2.7%;
成孔剂:0.9%~1.0%;
表面活性剂:0.4%~1.4%,
硫酸盐木浆:2%~5%,
水:余量。
作为优选,所述聚乙烯醇为聚合度1700、醇解度88%的1788型。这样,聚乙烯醇具有水溶性好,冷热水均可溶解的优点,能够减少溶解的动力和能耗。
作为优选,所述纳米海泡石为1250目海泡石粉,具有比表面积大、吸附能力强、脱色能力和热稳定性高、造型好、收缩率低、不易裂开的优点,并且还具有抗盐度高、抗腐蚀、抗辐射的特殊性能。
作为优选,所述交联剂为质量浓度37-40%甲醛溶液。
作为优选,所述酸催化剂为硫酸或盐酸溶液。酸催化剂更优选是质量浓度98%的硫酸溶液。这样能够防止交联反应过快、浆料粘度过大,有利于延长注模时间。
作为优选,所述成孔剂为羧甲基纤维素(CMC)和/或羟丙基甲基纤维素(HPMC)。这样,成孔剂能够增加生物载体材料的柔韧性和强度,并且清洗更为方便,能够避免传统淀粉成孔发泡导致的严重水环境污染问题。
作为优选,所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠(SDS)和/或聚乙二醇(PEG)。
作为优选,所述硫酸盐木浆由未漂白硫酸盐卷筒或平板木浆加水搅拌配制,硫酸盐木浆与水的质量比为15:85。硫酸盐木浆的纤维韧性更强,能够增加载体的韧性和抗拉强度。
本发明还提供一种用于污水处理的生物载体材料的制备方法,包括以下步骤,
S1.将水加入反应釜中以300-400rpm的转速搅拌升温,依次加入硫酸盐木浆、表面活性剂和聚乙烯醇,升温至75-85℃后,恒温连续搅拌30-60min,待木浆完全分散且其他组分充分溶解后,降温到60-65℃保温30min;
S2.向体系中加入成孔剂和纳米海泡石,并以400-600rpm的转速搅拌,使其充分混合分散发泡,形成微乳浆糊状物料;
S3.向体系中加入交联剂,以400-600rpm的转速搅拌3min后加入酸催化剂,充分混合后注模,于60-65℃保温交联反应及养护固化成型3-5小时;
S4.冷却后脱模,清洗,切割,即得所述用于污水处理的生物载体材料。
其中,步骤S2中,加入成孔剂与纳米海泡石后的搅拌时间为10-15min,使成孔剂与纳米海泡石充分溶解。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1.本发明提供的用于污水处理的生物载体材料,由于复配了纳米海泡石,能够极大的提高浆料的发泡效果,从而提高生物载体材料的开孔率、孔径尺度、抗压强度、比表面积、吸液倍率等功能指标,加强了载体材料的支撑骨架。由于添加了硫酸盐木浆,能够极大的提高载体的亲水性、吸水性,同时也大大增强了生物载体材料的韧性和抗拉强度。因此,该生物载体材料具有大孔尺度、丰富的层状膜与硅镁骨架支撑结构,开孔直径2.0-3.0mm之间,平均孔径2.4mm,孔隙率75-90%,在聚乙烯醇缩甲醛海绵中属于真正意义上的大孔海绵。其比表面积48000-60000m2/m3,吸湿后比重为0.95-1.05,吸水倍率5-8倍,具有优秀的亲水、吸水性能以及较高的拉升强度和撕裂强度。
2.本发明提供的生物载体材料对微生物具有良好的固定化效果,接种活性污泥后7-15d即可完成培养,而其他普通填料挂膜时间一般需要1~2个月。载体固定化污泥浓度达到15-25g/L(载体体积),是常规活性污泥法的500%以上。载体材料耐高温性能较好,经检测,在40-50℃水温中机械快速搅拌测试90d,载体磨损率低于1%,回弹性不受影响,而聚氨酯型载体在相同测试条件下,磨损率在50-80%,载体严重老化、脆化。
3.本发明提供的制备方法,采用无淀粉发泡技术,制备步骤简单,制作时间短,反应温度较低,节能降耗明显,符合“双碳”绿色环保材料制备技术,且使用方便,能够有效解决传统发泡工艺带来的严重水污染及产品出现霉变等难题。制得的生物载体材料挂膜快、增浓能力强、柔性耐磨,可广泛应用于各类污(废)水的新建、改造与提标工程中,具有良好的污染减排和经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的生物载体材料的30倍放大扫描图。
图2为本发明实施例1制备的生物载体材料的500倍放大扫描图。
具体实施方式
一、生物载体材料的制备
实施例1
一种用于污水处理的生物载体材料,其制备方法为,
S1.将250g自来水加入反应釜中,在400rpm搅拌条件下升温的同时,先加入5g硫酸盐木浆搅拌均匀,后加入1.25g十二烷基硫酸钠(SDS)和5g聚乙二醇,再加入35g聚乙烯醇(PVA1788),升温至80℃,恒温连续搅拌45min,使聚乙烯醇完全溶解。
S2.降温至60℃保温,加入1g羟丙基甲基纤维素(HPMC)、2g羧甲基纤维素(CMC)、2g纳米海泡石,在500rpm搅拌条件下搅拌15min,使其充分混合分散发泡,形成微乳浆糊状物料。
S3.加入35g浓度37-40%的甲醛溶液,搅拌均匀后加入10g浓度98%的浓硫酸,搅拌均匀后立即注模,于65℃蒸汽加热保温交联反应及养护固化成型4小时。
S4.冷却后脱模清洗干净,根据所需尺寸进行切割,即制得生物载体材料。
实施例2
一种用于污水处理的生物载体材料,其制备方法为,
S1.将500g自来水加入反应釜中,在400rpm搅拌条件下升温的同时,先加入10g硫酸盐木浆搅拌均匀,后加入10g聚乙二醇,再加入70g聚乙烯醇(PVA1788),升温至80℃,恒温连续搅拌45min,使聚乙烯醇完全溶解。
S2.降温至65℃保温,加入2g羟丙基甲基纤维素(HPMC)、2g羧甲基纤维素(CMC)、5g纳米海泡石,在500rpm搅拌条件下搅拌10min,使其充分混合分散发泡,形成微乳浆糊状物料。
S3.加入60g浓度37-40%的甲醛溶液作交联剂,搅拌均匀后加入20g浓度98%的浓硫酸,搅拌均匀后立即注模,于60℃蒸汽加热保温交联反应及养护固化成型5小时。
S4.冷却后脱模清洗干净,根据所需尺寸进行切割,即制得生物载体材料。
实施例3
一种用于污水处理的生物载体材料,其制备方法为,
S1.将200g自来水加入反应釜中,在400rpm搅拌条件下升温的同时,先加入5g硫酸盐木浆搅拌均匀,加入1g十二烷基硫酸钠(SDS),再加入30g聚乙烯醇(PVA1788),升温至80℃,恒温连续搅拌45min,使聚乙烯醇完全溶解。
S2.降温至60℃保温,加入2g羟丙基甲基纤维素(HPMC)、2g纳米海泡石,在500rpm搅拌条件下搅拌15min,使其充分混合分散发泡,形成微乳浆糊状物料。
S3.加入32g浓度37-40%的甲醛溶液,搅拌均匀后加入10g浓度98%的浓硫酸,搅拌均匀后立即注模,于65℃蒸汽加热保温交联反应及养护固化成型4小时。
S4.冷却后脱模清洗干净,根据所需尺寸进行切割,即制得生物载体材料。
实施例4
一种用于污水处理的生物载体材料,其制备方法为,
S1.将150g自来水加入反应釜中,在300rpm搅拌条件下升温的同时,先加入2g硫酸盐木浆搅拌均匀,后加入0.75g十二烷基硫酸钠(SDS)、21g聚乙烯醇(PVA1788),升温至80℃,恒温连续搅拌30min,使聚乙烯醇完全溶解。
S2.降温至65℃保温,加入2.25g羧甲基纤维素(CMC)、1.5g纳米海泡石,在400rpm搅拌条件下搅拌15min,使其充分混合分散发泡,形成微乳浆糊状物料。
S3.加入24g浓度37-40%的甲醛溶液,搅拌均匀后加入5.5g浓度98%的浓硫酸,搅拌均匀后立即注模,于65℃蒸汽加热保温交联反应及养护固化成型3小时。
S4.冷却后脱模清洗干净,根据所需尺寸进行切割,即制得生物载体材料。
实施例5
一种用于污水处理的生物载体材料,其制备方法为,
S1.将200g自来水加入反应釜中,在350rpm搅拌条件下升温的同时,先加入5g硫酸盐木浆搅拌均匀,后加入1g十二烷基硫酸钠(SDS)和4g聚乙二醇,再加入28g聚乙烯醇(PVA1788),升温至80℃,恒温连续搅拌60min,使聚乙烯醇完全溶解。
S2.降温至60℃保温,加入2g羟丙基甲基纤维素(HPMC)、2g纳米海泡石,在500rpm搅拌条件下搅拌15min,使其充分混合分散发泡,形成微乳浆糊状物料。
S3.加入32g浓度37-40%的甲醛溶液,搅拌均匀后加入8g浓度98%的浓硫酸,搅拌均匀后立即注模,于65℃蒸汽加热保温交联反应及养护固化成型4小时。
S4.冷却后脱模清洗干净,根据所需尺寸进行切割,即制得生物载体材料。
对比例1
将200g自来水加入反应釜中,在350rpm搅拌条件下升温的同时,先加入5g硫酸盐木浆搅拌均匀,后加入1g十二烷基硫酸钠(SDS)和4g聚乙二醇,再加入28g聚乙烯醇(PVA1788),升温至80℃,恒温连续搅拌60min,使聚乙烯醇完全溶解;降温至60℃保温,加入2g羟丙基甲基纤维素(HPMC),在500rpm搅拌条件下搅拌15min,使其充分混合分散发泡;加入32g浓度37-40%的甲醛溶液,搅拌均匀后加入8g浓度98%的浓硫酸,搅拌均匀后立即注模,于65℃蒸汽加热保温交联反应及养护固化成型4小时,冷却后脱模清洗干净,切割制得生物载体材料。
对比例2
将250g自来水加入反应釜中,未加入硫酸盐木浆,在400rpm搅拌条件下升温的同时,先后加入1.25g十二烷基硫酸钠(SDS)和5g聚乙二醇,再加入35g聚乙烯醇(PVA1788),升温至80℃,恒温连续搅拌45min,使聚乙烯醇完全溶解;降温至60℃保温,加入1g羟丙基甲基纤维素(HPMC)、2g羧甲基纤维素(CMC)、2g纳米海泡石,在500rpm搅拌条件下搅拌15min,使其充分混合分散发泡;加入35g浓度37-40%的甲醛溶液,搅拌均匀后加入10g浓度98%的浓硫酸,搅拌均匀后立即注模,于65℃蒸汽加热保温交联反应及养护固化成型4小时,冷却后脱模清洗干净,根据所需尺寸进行切割,无需消毒即制得生物载体。
二、生物载体材料的性能测试
1、实施例1制备的生物载体材料的微观结构如图1和2所示。从图1和2中可知,本实施例制备的生物载体材料具有大孔尺度。经测量,该生物载体材料的开孔直径1.0-3.0mm之间,平均孔径2.4mm。
将实施例5和对比例1制备的生物载体材料切割成尺寸20 mm*20 mm*20 mm立方体生物载体,并对两种生物载体材料进行检测,其检测结果如表2所示。
实施例2-4制备的生物载体材料孔径与实施例1制备的生物载体材料的开孔直径也在2.0-3.0mm之间。可见,本发明提供的生物载体材料在聚乙烯醇缩甲醛海绵中属于真正意义上的大孔海绵,并且具有丰富的层状膜与硅镁骨架支撑结构。
2、将实施例5和对比例1制备的生物载体材料切割成尺寸20mm*20 mm*20 mm立方体生物载体,分别置入1#和2#有机玻璃反应器中,相同驯化条件下,加入生活污水,底部设置刚玉曝盘曝气充氧,载体在污水中呈流化态,在反应器中投加啤酒厂脱水污泥进行接种,并进行好氧生物膜驯化培养微生物,反应器中载体培养第1天表面颜色与水质同色,培养3天后二者表面附着土黄色絮状微生物,7天后观察到载体表面及内部孔隙中吸附固定了丰富的微生物菌胶团,经测定实施例2、对比例1制的载体固定微生物量(挂模量)分别为22.01g/L、19.73g/L,各项实验数据也参见表2。从表2可知,实施例5中加入纳米海泡石制备的生物载体材料,与未复配纳米海泡石的对比例1制得的材料相比,比表面积高18.8%,孔隙率高11.7%,平均孔径大18.97%,吸水倍率高15.0%,固定化微生物量——挂膜量高11.4%。
经检测,实施例5制备的生物载体材料,接种活性污泥后7-15d即可完成培养,而其他普通填料挂膜时间一般需要1~2个月。载体固定化污泥浓度达到15-25g/L(载体体积),是常规活性污泥法的500%以上。载体材料耐高温性能较好,经检测,在40-50℃水温中机械快速搅拌测试90d,载体磨损率低于1%,回弹性不受影响,而聚氨酯型载体在相同测试条件下,磨损率在50-80%,载体严重老化、脆化。可见,本发明制备的生物载体材料具有挂模快、耐高温以及耐磨损的优点。
3、将按实施例1和对比例2制备的样品,切割成尺寸20mm*20 mm*20 mm立方体生物载体,用伺服拉力试验机检测其拉伸强度、扯断伸长率,通过撕裂强度测试仪测定其撕裂强度,以及其吸水倍率、吸水比重指标,和各项实验数据见表3。
从表3可知,添加硫酸盐木浆的纳米海泡石生物载体材料与未添加硫酸盐木浆的相比,拉伸强度提升65.38%,扯断伸长率减少了17.95%,撕裂强度提升了22.06%,吸水倍率高21.18%,明显提升了生物载体的亲水、吸水性,以及拉升强度和撕裂强度。说明纳米海泡石与硫酸盐木浆具有良好的协同增强作用。
综上,本发明提供的生物载体材料具有大孔尺度、丰富的层状膜与硅镁骨架支撑结构,开孔直径2.0-3.0mm 之间,平均孔径2.4mm,孔隙率75-90%,在聚乙烯醇缩甲醛海绵中属于真正意义上的大孔海绵。其比表面积48000-60000m2/m3,吸湿后比重为0.95-1.05,吸水倍率5-8倍,具有优秀的亲水、吸水性能以及较高的拉升强度和撕裂强度。该生物载体材料还具有挂模快、耐高温以及耐磨损的优点。接种活性污泥后7-15d即可完成培养,载体固定化污泥浓度达到15-25g/L(载体体积),是常规活性污泥法的500%以上。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种用于污水处理的生物载体材料,其特征在于,以重量百分比计,包括以下组分:
聚乙烯醇:8%~12%;
纳米海泡石:0.5%~1.0%;
交联剂:10%~12%;
酸催化剂:2%~4%;
成孔剂:0.5%~1.5%;
表面活性剂:0.4%~1.4%;
硫酸盐木浆:2%~5%;
水:余量;其中,
所述成孔剂为羧甲基纤维素和/或羟丙基甲基纤维素;
所述硫酸盐木浆由未漂白硫酸盐卷筒或平板木浆加水搅拌配制,其中,硫酸盐木浆与水的质量比为15:85;
所述交联剂为质量浓度37-40%甲醛溶液。
2.根据权利要求1所述的用于污水处理的生物载体材料,其特征在于,以重量百分比计,包括以下组分:
聚乙烯醇:10.1%~10.3%;
纳米海泡石:0.7%;
交联剂:11.6%~11.7%;
酸催化剂:2.7%;
成孔剂:0.9%~1.0%;
表面活性剂:0.4%~1.4%,
硫酸盐木浆:2%~5%,
水:余量。
3.根据权利要求1或2所述的用于污水处理的生物载体材料,其特征在于,所述聚乙烯醇为聚合度1700、醇解度88%的1788型;所述纳米海泡石为1250目海泡石粉。
4.根据权利要求1或2所述的用于污水处理的生物载体材料,其特征在于,所述酸催化剂为硫酸或盐酸溶液。
5.根据权利要求1或2所述的用于污水处理的生物载体材料,其特征在于,所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠和/或聚乙二醇。
6.一种如权利要求1所述的用于污水处理的生物载体材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤,
S1.将水加入反应釜中以300-400rpm的转速搅拌升温,依次加入硫酸盐木浆、表面活性剂和聚乙烯醇,升温至75-85℃后,恒温连续搅拌30-60min,待木浆完全分散且其他组分充分溶解后,降温到60-65℃保温30min;
S2.向体系中加入成孔剂和纳米海泡石,并以400-600rpm的转速搅拌,使其充分混合分散发泡,形成微乳浆糊状物料;
S3.向体系中加入交联剂,以400-600rpm的转速搅拌3min后加入酸催化剂,充分混合后注模,于60-65℃保温交联反应及养护固化成型3-5小时;
S4.冷却后脱模,清洗,切割,即得所述用于污水处理的生物载体材料。
7.根据权利要求6所述的用于污水处理的生物载体材料的制备方法,其特征在于,步骤S2中,加入成孔剂与纳米海泡石后的搅拌时间为10-15min,使成孔剂与纳米海泡石充分溶解。
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