一种废水处理用生物填料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种废水处理用生物填料的制备方法，属于水处理领域。本发明专利技术以10‑十一烯‑1‑醇与丙烯为原料，其中加入极性单体三甲基铝、三异丁基铝，甲基铝氧烷、2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚为助催化剂，二茂铁主催化剂，进行聚合反应，烷基铝上较大的取代基将烯醇中的氧原子屏蔽，防止氧原子上的孤对电子与活性中心配位使催化剂中毒，再利用被保护好的十一烯醇单体与丙烯进行共聚得到聚合物，在聚合物中引入羟基，具有较好的亲水性能，在废水处理中，与废水结合性较好，增强了水处理效率。本发明专利技术解决了目前填料与微生物结合的亲合性差、易产生结球现象影响处理效果的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种废水处理用生物填料的制备方法
本专利技术属于水处理领域，具体涉及一种废水处理用生物填料的制备方法。
技术介绍
不同的水源所含杂质的种类和数量各不相同，即使是同一水源其杂质成分与含量也是随空间和时间而不断变化。一般来说，当水源水所含的污染物种类较多、性质较复杂，但浓度较低时，通常被称为微污染水源水。微污染水源水的污染物主要是有机污染物，一部分属天然有机化合物，例如水中动、植物分解而形成的产物(如腐殖酸等)，另一部分则是农药等人工合成有机物。生物填料是一种新型生物活性载体，它采用科学配方，根据污水性质不同，在高分子材料中融合多种有利于微生物快速附着生长的微量元素，经过特殊工艺改性、构造而成，具有比表面积大、生物活性高、使用寿命长等优点。生物填料主要有以下几种形式：粒状填料，这是最早出现但现在仍在沿用的填料，材质为无机的陶粒或石英砂，纤维球填料等。不规则多孔填料，如早期的有拉西环等。蜂窝状或波纹板状填料，材质通常为玻璃钢或塑料斜管填料(聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等)。目前，国内常用的填料是蜂窝填料、软性填料、半软性填料、塑料注塑件或由化纤纱线编制成的挂件及复合填料等固定型填料，但是在实际使用中材料自身缺乏与微生物结合的亲合性，因此这些填料的挂膜速度及承受的微生物(挂膜)的量有限，并且易被微生物膜猫结在一起，产生结球现象，影响处理效果。因此，专利技术出一种能解决上述问题的生物填料有很大的市场前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前填料与微生物结合的亲合性差、易产生结球现象影响处理效果的问题，提供一种废水处理用生物填料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种废水处理用生物填料的制备方法包括如下步骤：(1)取10-十一烯-1-醇按质量比1～3：9～13加入异丙醇，通入氮气，得混合物，取混合物按质量比8～15：1～3：0.5～1.2加入三甲基铝、三异丁基铝混合，得混合物A；(2)按质量份数计，取6～10份混合物A、1～2份甲基铝氧烷、0.8～1.2份2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、50～60份甲苯，通入氮气保护，搅拌混合，再加入混合物质量1～3倍的丙烯，升温至70～80℃搅拌混合，得搅拌混合物；(3)取搅拌混合物按质量比100～120：1～3加入二茂铁，于5bar、70～80℃保温40～50min，得搅拌混合物A，取搅拌混合物按质量比100：8～10：7～9加入无水乙醇、盐酸混合，静置，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物按质量比10～15：1～3：1～2加入聚丙烯酰胺、硬脂酸混合，得PP基体；(4)按质量份数计，取100～150份PP基体、50～60份二氧化钛粉末、4～6份聚乙二醇-400、8～10份偶联剂、2～5份分散剂活性剂、20～25份微生物生长助剂、3～8份钡铁氧体、4～7份锶铁氧体、1～4份四氧化三铁、3～5份辅剂混合，注塑成型，得生物填料基体物，置于充磁机中磁化12～20min，即得废水处理用生物填料。所述步骤(1)中混合物A的混合条件为：于-80～-70℃搅拌混合1～2h，再于25～30℃保温2～3h。所述步骤(4)中偶联剂为：三异硬脂酰基钛酸异丙酯、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷按质量比1～3：3～7：3～6混合即得。所述步骤(4)中微生物生长助剂：按质量份数计，取20～30份马铃薯淀粉、10～15份琼脂糖、2～4份海藻酸钙、0.1～0.4份ZnSO4·7H2O、0.02～0.04份MnCl2·4H2O、0.02～0.04份H3BO3、0.1～0.3份CoCl2·6H2O、0.01～0.03份CaCl2·2H2O、0.01～0.04份NiCl2·6H2O、0.03～0.06份Na2MoO4·2H2O、0.1～0.5份FeCl2·4H2O、1000份水混合。所述步骤(4)中分散活性剂：按质量份数计，取5～9份白矿油、3～5份柠檬酸三钠、12～15份液体石蜡、2～4份硬脂酰胺、5～8份正己醇混合，即得。所述步骤(4)中辅剂：取氢氧化钠、葡萄糖酸钠按质量比1：1～3：15～20混合即得。所述注塑成型条件为：于160～180℃混炼1～2min，升温至170～190℃注塑成型。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：(1)本专利技术以10-十一烯-1-醇与丙烯为原料，其中加入极性单体三甲基铝、三异丁基铝，甲基铝氧烷、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚为助催化剂，二茂铁主催化剂，进行聚合反应，烷基铝上较大的取代基将烯醇中的氧原子屏蔽，防止氧原子上的孤对电子与活性中心配位使催化剂中毒，再利用被保护好的十一烯醇单体与丙烯进行共聚得到聚合物，在聚合物中引入羟基，具有较好的亲水性能，在废水处理中，与废水结合性较好，增强了水处理效率；(2)本专利技术加入二氧化钛粉末与上述聚合物共混，二氧化钛具有较大的比表面积，吸附性能强，先加入聚乙二醇-400降低纳米二氧化钛表面能，其憎水基团会吸附到纳米颗粒表面，亲水基团悬游于水介质中，当纳米颗粒靠近时，吸附层被压缩，聚乙二醇分子链构型数目减少，吸附层重叠和相互穿透，产生斥力达到纳米颗粒达到分散的目的，防止了颗粒之间的团聚，再加入偶联剂γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷等，偶联剂与二氧化钛表面的羟基发生反应，以化学键形式结合，而其另一端而与PP高分子链发生化学反应或物理缠绕，从而把两种极性差异大的材料紧密结合，增强了两者之间的相容性能；(3)本专利技术加入淀粉、琼脂糖等微生物生长辅助物质，其能被大多数需氧、厌氧微生物分解，提供微生物生长的营养物质，过程中加入ZnSO4·7H2O等多种微量元素，刺激微生物细胞的合成，从而提高生物膜中的微生物活性，还可以促成酶的合成和激活酶在生化反应中的催化作用，为微生物生长和繁殖提供了条件，促进了挂膜速度，增加白矿油、液体石蜡等，提高生物填料颗粒之间的分散性能，减少PP与纳米二氧化钛之间的摩擦；(4)本专利技术同时还加入了钡铁氧体、锶铁氧体、四氧化三铁等，通过葡萄糖酸对其表面进行修饰，金属离子能够与葡萄糖酸分子上-COOH和-OH配位，使它们通过共价键连接，从而使其带有易与生物酶进行共价连接的功能基团，增加了与微生物之间的相容性能，磁性物质可以产生磁场，通过磁场的影响使得废水中的污染物与磁性颗粒的絮凝物会沿着磁力线的方向移动，这样可以把污染物去除分离，通过磁作用，使得填料循环运动，改善填料生物均匀度，避免前端生物生长茂盛造成堵塞而后端生物缺乏营养而生长不好的缺点，提高填料及生物利用，改善水流条件。具体实施方式偶联剂：三异硬脂酰基钛酸异丙酯、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷按质量比1～3：3～7：3～6混合即得。微生物生长助剂：按质量份数计，取20～30份马铃薯淀粉、10～15份琼脂糖、2～4份海藻酸钙、0.1～0.4份ZnSO4·7H2O、0.02～0.04份MnCl2·4H2O、0.02～0.04份H3BO3、0.1～0.3份CoCl2·6H2O、0.01～0.03份CaCl2·2H2O、0.01～0.04份NiCl2·6H2O、0.03～0.06份Na2MoO4·2H2O、0.1～0.5份FeCl2·4H2O、1000份水混合。分散活性剂：按质量份数计，取5～9份白矿油、3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废水处理用生物填料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：(1)取10‑十一烯‑1‑醇按质量比1～3：9～13加入异丙醇，通入氮气，得混合物，取混合物按质量比8～15：1～3：0.5～1.2加入三甲基铝、三异丁基铝混合，得混合物A；(2)按质量份数计，取6～10份混合物A、1～2份甲基铝氧烷、0.8～1.2份2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚、50～60份甲苯，通入氮气保护，搅拌混合，再加入混合物质量1～3倍的丙烯，升温至70～80℃搅拌混合，得搅拌混合物；(3)取搅拌混合物按质量比100～120：1～3加入二茂铁，于5bar、70～80℃保温40～50min，得搅拌混合物A，取搅拌混合物按质量比100：8～10：7～9加入无水乙醇、盐酸混合，静置，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物按质量比10～15：1～3：1～2加入聚丙烯酰胺、硬脂酸混合，得PP基体；(4)按质量份数计，取100～150份PP基体、50～60份二氧化钛粉末、4～6份聚乙二醇‑400、8～10份偶联剂、2～5份分散剂活性剂、20～25份微生物生长助剂、3～8份钡铁氧体、4～7份锶铁氧体、1～4份四氧化三铁、3～5份辅剂混合，注塑成型，得生物填料基体物，置于充磁机中磁化12～20min，即得TiO2/PP生物填料。...

【技术特征摘要】
1.一种废水处理用生物填料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：(1)取10-十一烯-1-醇按质量比1～3：9～13加入异丙醇，通入氮气，得混合物，取混合物按质量比8～15：1～3：0.5～1.2加入三甲基铝、三异丁基铝混合，得混合物A；(2)按质量份数计，取6～10份混合物A、1～2份甲基铝氧烷、0.8～1.2份2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、50～60份甲苯，通入氮气保护，搅拌混合，再加入混合物质量1～3倍的丙烯，升温至70～80℃搅拌混合，得搅拌混合物；(3)取搅拌混合物按质量比100～120：1～3加入二茂铁，于5bar、70～80℃保温40～50min，得搅拌混合物A，取搅拌混合物按质量比100：8～10：7～9加入无水乙醇、盐酸混合，静置，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物按质量比10～15：1～3：1～2加入聚丙烯酰胺、硬脂酸混合，得PP基体；(4)按质量份数计，取100～150份PP基体、50～60份二氧化钛粉末、4～6份聚乙二醇-400、8～10份偶联剂、2～5份分散剂活性剂、20～25份微生物生长助剂、3～8份钡铁氧体、4～7份锶铁氧体、1～4份四氧化三铁、3～5份辅剂混合，注塑成型，得生物填料基体物，置于充磁机中磁化12～20min，即得TiO2/PP生物填料。2.根据权利要求1所述的TiO2/PP生物填料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合物A的混合条件为：于-80～-70℃搅拌混合1～2h，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭迎庆，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32