專利名稱：一種極化改性的生物載體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護領(lǐng)域，涉及ー種極化改性的生物載體及其制備方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種污水處理的極化改性的生物載體及其制備方法。
背景技術(shù)：
水體污染日趨嚴重是我國環(huán)境保護面臨的主要問題之一。污水生化處理技術(shù)是污水處理中的主要技術(shù)，而生物載體則又是生化處理技術(shù)的核心。目前國內(nèi)外的生物載體主要有陶瓷、活性炭、爐渣、石英砂、塑料球、聚苯こ烯球及其他共聚材料等，這些污水處理材料各有優(yōu)勢，但也有許多不足之處，例如循環(huán)回流能耗大，脫膜困難；存在掛膜量少、有機物的處理效率低；微生物生長較緩慢、不易固定、反應(yīng)低速、流失量大等。針對目前普通生物載體其微生物生長較緩慢、不易固定、反應(yīng)低速、流失量大等問題，本發(fā)明運用極化改性方法使得載體表面形成高電位差，從而能夠使微生物在短時間內(nèi)大量繁殖并提高其附著力。所謂極化改性方法是指在外界條件作用下，例如在特定的試劑或溶劑的作用下，使生物載體中分子鍵發(fā)生變化，這種變化有利于載體獲得更好的性能效果O

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種極化改性的生物載體，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，用本發(fā)明的這種生物載體能在載體表面形成高電位差，從而能夠使微生物在短時間內(nèi)大量繁殖并提高其附著力，使生物膜具有較強的活性，同時該載體具有充分的水透氣性，使生物膜能夠充分接觸氧氣，使污水處理的能力得到極大提高。本發(fā)明的另ー個目的是提供ー種上述生物載體的制備方法。本發(fā)明所述的極化改性的生物載體，是由按重量份數(shù)的以下組分組成ニ曱基硅油O. 5-2重量份
異氰酸酯1-5重量份
聚醚1GG-15G重量份
納米凹凸棒土1-5重量份
氧化烷基錫O. 1-0. 3重量份
水1-3重量份
N, Nニ曱基甲酰胺0-80重量份
極化鐵粉5-10重量份
改性碳粉2-5重量
ニ丁基羥基曱苯6-12重量份更優(yōu)選地，本發(fā)明所述的載體由按重量份數(shù)的以下組分組成
ニ曱基硅油1-1. 5重量份
異氰酸醋2-4重量份
聚醚110-140重量份
納米凹凸棒土2-4重量份
氧化烷基錫O. 2-0. 3重量份
水1_2重量份
N, Nニ曱基曱酰胺20-60重量份
極化鐵粉6-9重量份
改性碳粉2-4重量份
ニ丁基羥基曱苯8-10重量份制備本發(fā)明所述的極化改性的生物載體的方法依次由以下步驟組成A、將聚醚、氧化烷基錫、N，N ニ甲基甲酰胺、異氰酸酯和水混合均勻，并不斷攪拌，形成混合料；B、在A步驟的混合料進入發(fā)泡階段時，加入納米凹凸棒土，接著攪拌15min后，緩慢依次加入ニ甲基硅油、極化鐵粉和改性碳粉，并繼續(xù)攪拌均勻形成溶液；C、將B步驟的溶液靜置反應(yīng)3h后，待材料處于凝結(jié)過程時，加入ニ丁基羥基甲苯，攪拌均勻；
D、將C步驟中的材料固化成型即可；上述各步驟都是在常溫和常壓下進行的。本發(fā)明所使用的原料都可以在市場上通過商購的方式獲得，其中，所述的ニ甲基硅油是由青島興業(yè)有機硅新材料有限公司生產(chǎn)的，所述的氧化烷基錫是由北京正恒化工有限公司生產(chǎn)的，所述的改性碳粉是由江蘇省南京正森環(huán)?？萍?活性炭)有限公司生產(chǎn)的。本發(fā)明所述的極化鉄粉是將硫酸亞鐵采用化學共沉淀法制備出四氧化三鐵，然后將該四氧化三鐵在500°C高溫條件下經(jīng)ー氧化碳氣流中形成的單質(zhì)鐵粉，該單質(zhì)鉄粉的外表為灰黑色粉末，密度2. 2 2. 6g/cm3、粒徑O. I O. 5mm。本發(fā)明在制備過程中通過在發(fā)泡階段加入納米凹凸棒土，使生物載體的 填料獲得良好的親水性；接著通過融入極化鐵粉和改性碳粉，達到改變載體材料內(nèi)部分子鍵,增強氧化還原反應(yīng)的陰陽極，使載體內(nèi)部產(chǎn)生具有很強吸附能力的化合物；最后在載體填充材料處于凝結(jié)過程時，添加ニ丁基羥基甲苯化合物以提高材料穩(wěn)定性和表面活性；最后制作出ー種比容輕、疏松多孔、有塑性的生物載體。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點I)本發(fā)明提供的極化改性生物載體與微生物有固定的結(jié)合能力，增加了生化池中的微生物量，從而強化處理效果；2)本發(fā)明提供的極化改性生物載體內(nèi)部生物菌群生命周期長，菌種豐富，微生物較容易自然脫落更新，使生物膜具有較強的活性；3)本發(fā)明提供的極化改性生物載體具有較高的生物濃度，使來水的水質(zhì)波動得到充分的分散，并迅速被消減，從而提高了系統(tǒng)的抗沖擊負荷能力，防止了碰撞造成的摩擦破碎；4)本發(fā)明提供的極化改性生物載體具有充分的水透氣性，使生物膜能夠充分觸氧，氧的利用率可提高3 5個百分點；5)本發(fā)明提供的極化改性生物載體的應(yīng)用使系統(tǒng)中循環(huán)利用周期長，生物密集度高且穩(wěn)定，同時微生物自身氧化分解，故系統(tǒng)污泥產(chǎn)生量少，降低污泥產(chǎn)量20%以上，相應(yīng)減少了污泥處理費用。表I本發(fā)明載體與普通生物載體技術(shù)參數(shù)的對比表
權(quán)利要求
1.ー種極化改性的生物載體，其特征在于該生物載體由按重量份數(shù)的以下組分組成 ニ曱基娃油O· 5-2重量份異氛酸酯1-5重量份 聚醚100-150重量份 納米凹凸棒土I-5重量份 氧化烷基錫O. 1-0. 3重量份水1-3重量份 N, Nニ曱基曱酰胺0-80重量份極化鐵粉5-10重量份改性碳粉2-5重量 ニ丁基寒基曱苯6-12重量份
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的極化改性的生物載體，其特征在于該生物載體由按重量份數(shù)的以下組分組成 ニ曱基娃油1_1· 5重量份異氛酸酯2-4重量份 聚醚110-140重量份 納米凹凸棒土2-4重量份 氧化烷基錫O. 2-0. 3重量份水1_2重量份 N, Nニ曱基曱酰胺20-60重量份極化鐵粉6-9重量份改性碳粉2-4重量份 ニ丁基羥基曱苯8-10重量份
3.制備權(quán)利要求I所述生物載體的方法，其特征在于該方法包括由以下步驟組成 A、將聚醚、氧化烷基錫、N，Nニ甲基甲酰胺、異氰酸酯和水混合均勻，并不斷攪拌，形成混合料； B、在A步驟的混合料進入發(fā)泡階段時，加入納米凹凸棒土，接著攪拌15min后，緩慢依次加入ニ甲基硅油、極化鐵粉和改性碳粉，并繼續(xù)攪拌均勻形成溶液； C、將B步驟的溶液靜置反應(yīng)3h后，待材料處于凝結(jié)過程時，加入ニ丁基羥基甲苯，攪拌均勻； D、將C步驟中的材料固化成型即可； 上述各步驟都是在常溫和常壓下進行的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種極化改性的生物載體及其制備方法，本發(fā)明先是將聚醚、氧化烷基錫、N，N二甲基甲酰胺、異氰酸酯和水按比例混合、攪拌；然后在進入發(fā)泡階段時，添加納米凹凸棒土；接著攪拌15min，加二甲基硅油消泡，并融入極化鐵粉和改性碳粉，使其改變材料內(nèi)部分子鍵，增強氧化還原反應(yīng)的陰陽極，內(nèi)部產(chǎn)生具有很強吸附能力的化合物；再在25℃反應(yīng)3h后，待材料處于凝結(jié)過程時，添加二丁基羥基甲苯提高材料穩(wěn)定性和表面活性；最后，固化成型后切割成塊即可。本發(fā)明由于采用了極化改性材料，生物載體表面活性得到很大提高，具有很好的污水處理效果。
文檔編號C08G18/48GK102643533SQ20121012846
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者曹洪生, 李 杰, 王亞娥, 王新民 申請人:北京金科復合材料有限責任公司