一种生物膜反应器用磁性生物载体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了生物膜反应器用磁性生物载体，属于生物膜水法处理技术领域，其按重量百分比由以下组分制备而成：苯乙烯50‑60％，引发剂0.5％‑1％，偶联剂0.3％‑0.6％，磁性物质5％‑15％，致孔剂20％‑30％和生物改性剂10％‑15％。本发明专利技术还公开了其制备方法。本发明专利技术通过添加生物改性剂改性传统的聚苯乙烯生物载体，提高了其亲水性和生物亲和性，通过添加致孔剂增加其孔隙率和粗糙度，解决了传统聚苯乙烯载体表面光滑不易生物附着，生物亲和性较差，微生物附着量较少，生物活性不高的问题，水处理效果得到明显提高，有很好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种生物膜反应器用磁性生物载体及其制备方法
本专利技术属于生物膜水法处理
，具体涉及一种生物膜反应器用磁性生物载体及其制备方法。
技术介绍
生物膜法是生物法处理污水的主要技术之一，是一个历史悠久又不断在发展着的污水生物处理技术。十九世纪末，生物滤池问世并开始用于污水处理。60年代，具有大比表面积和孔隙率的新型有机合成材料。如聚乙烯、聚苯乙烯等有机载体逐渐取代传统无机载体，如碎石、炉渣等，生物膜法得到了新的发展。到了70年代，除了生物滤池外，生物转盘、淹没式生物滤池和生物流化床技术得到了更多的研究与应用。近年来，又出现了许多单一的或复合式的生物膜反应器，如移动床生物膜反应器、厌氧生物滤池等。生物膜载体作为生物膜反应器的核心，其结构、性能等影响着生物膜上微生物的数量、活性，生长、繁殖和脱落，从而影响着生物膜反应器的水处理效果。目前，常用的生物膜载体是聚苯乙烯，聚乙烯，聚氨酯等、人工合成的有机载体，具有密度轻，比表面积大，形状易控制，反应器启动能耗低等优点，但也存在一些缺点：亲水性和生物亲和性较差，挂膜微生物数量较低，活性较差；表面太光滑，已经附着于载体表面的生物膜易于滑落等。这些问题大大影响了生物膜载体的使用效率，增加了运行成本。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种生物膜反应器用磁性生物载体，具有磁性，亲水性、生物亲和性好，易于生物挂膜，提高生物膜法水处理技术的效率；本专利技术的另一目的在于提供一种生物膜反应器用磁性生物载体的制备方法。技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：生物膜反应器用磁性生物载体，其按重量百分比由以下组分制备而成：苯乙烯50-60％，引发剂0.5％-1％，偶联剂0.3％-0.6％，磁性物质5％-15％，致孔剂20％-30％和生物改性剂10％-15％。所述的苯乙烯用5％NaOH碱洗，再用蒸馏水洗至中性，加入无水硫酸钠干燥3天以上，减压蒸馏，密封避光放冰箱中储存以去除阻聚剂。所述的引发剂为偶氮二异丁腈和/或过氧化苯甲酰，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。所述的磁性物质为Fe2O3和其他氧化物配置烧结而成，所述的其他氧化物选自氧化锌、氧化镍、氧化镁中的一种或几种。所述的致孔剂选自石蜡、正庚烷、正戊烷中的一种或几种。所述的生物改性剂选自淀粉、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、纤维素等中的一种或几种。所述的生物膜反应器用磁性生物载体的制备方法，包括如下步骤：1)将苯乙烯、偶联剂、磁性物质和生物改性剂加入到装有搅拌装置，冷凝管和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中进行预聚合，得到混合溶液A；2)通过恒压滴液漏斗向溶液A中加入引发剂与致孔剂，调节搅拌装置转速，控制水浴温度，反应时间，得到混合溶液B；3)将混合溶液B离心、洗涤，注入球形模具；4)将上述模具放入恒温干燥箱中，烘干脱模得产品C；5)将烘干的产品C置于索氏提取器中，用沸程60-90℃的石油醚抽提，8h后取出，在恒温干燥箱中干燥，得产品D；6)将上述产品D放入电容式充磁机中冲磁，得生物膜反应器用磁性生物载体。步骤2)中，所述的搅拌装置转速为1000转/min，水浴温度为70～80℃，反应时间为8～10h。步骤3)中，所述的离心、洗涤具体为将溶液B在离心机中以6000-8000rpm，离心5-10min后用乙醇反复洗涤3-5次；所述球形模具为塑胶材质，直径为17mm。步骤6)中，所述的冲磁电压为800-1000V。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的一种生物膜反应器用磁性生物载体，通过添加生物改性剂改性传统的聚苯乙烯生物载体，提高了其亲水性和生物亲和性，通过添加致孔剂增加其孔隙率和粗糙度，解决了传统聚苯乙烯载体表面光滑不易生物附着，生物亲和性较差，微生物附着量较少，生物活性不高的问题，水处理效果得到明显提高，有很好的经济效益；本专利技术的制备方法，步骤简单，易于推广和应用。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作更进一步的说明。生物膜反应器用磁性生物载体按重量百分比由以下组分制备而成：苯乙烯50-60％，引发剂0.5％-1％，偶联剂0.3％-0.6％，磁性物质5％-15％，致孔剂20％-30％，生物改性剂10％-15％。苯乙烯用5％NaOH碱洗，再用蒸馏水洗至中性，加入无水硫酸钠干燥3天以上，减压蒸馏，密封避光放冰箱中储存以去除阻聚剂。引发剂为偶氮二异丁腈和/或过氧化苯甲酰。偶联剂为KH550、KH560等硅烷偶联剂。磁性物质为Fe2O3和一种或几种其他氧化物(氧化锌、氧化镍、氧化镁等)配置烧结而成。致孔剂为石蜡、正庚烷、正戊烷中的一种或几种。生物改性剂为：淀粉、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、纤维素等中的一种或几种。生物膜反应器用磁性生物载体的制备方法，包括如下步骤：1)将苯乙烯、偶联剂、磁性物质和生物改性剂加入到装有搅拌装置，冷凝管和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中进行预聚合，得到混合溶液A；2)通过恒压滴液漏斗向溶液A中加入引发剂与致孔剂，调节搅拌装置转速，控制水浴温度，反应时间，得到混合溶液B；3)将混合溶液B离心、洗涤，注入球形模具；4)将上述模具放入55℃恒温干燥箱中5-10h，烘干脱模得产品C；5)将烘干的产品C置于索氏提取器中，用沸程60-90℃的石油醚抽提，8h后取出，在100-110℃的恒温干燥箱中干燥20-25h，得产品D；6)将上述产品D放入电容式充磁机中冲磁，得生物膜反应器用磁性生物载体。步骤2)搅拌装置转速为1000转/min，水浴温度为70～80℃，反应时间为8～10h。步骤3)离心、洗涤具体为将溶液B在离心机中以6000-8000rpm，离心5-10min后用乙醇反复洗涤3-5次；所述球形模具为塑胶材质，直径为17mm。步骤6)所述冲磁电压为800-1000V。实施例1配方：苯乙烯60g，引发剂0.8g，偶联剂0.5g，磁性物质18g，致孔剂30g，生物改性剂15g。其中生物改性剂中淀粉5g，羧甲基纤维素钠10g。制备方法：(1)将苯乙烯、偶联剂、磁性物质和生物改性剂加入到装有搅拌装置，冷凝管和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中进行预聚合，得到混合溶液A；(2)通过恒压滴液漏斗向溶液A中加入引发剂与致孔剂，调节搅拌装置转速，控制水浴温度75℃，反应时间8h，得到混合溶液B；(3)将溶液B以8000rmp的速度离心，乙醇洗涤5遍，注入模具；(4)将上述模具放入55℃恒温干燥箱中8h，烘干脱模得产品C；(5)将烘干的产品C置于索氏提取器中，用沸程60-90℃的石油醚抽提，8h后取出，在105℃的恒温干燥箱中干燥25h，得产品D；(6)将上述产品D放入电容式充磁机中冲磁，得磁性生物载体。实施例2配方：苯乙烯60g，引发剂1g，偶联剂0.5g，磁性物质15g，致孔剂25g，生物改性剂12g。其中生物改性剂中淀粉4g，羧甲基纤维素钠8g。制备方法：(1)将苯乙烯、偶联剂、磁性物质和生物改性剂加入到装有搅拌装置，冷凝管和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中进行预聚合，得到混合溶液A；(2)通过恒压滴液漏斗向溶液A中加入引发剂与致孔剂，调节搅拌装置转速，控制水浴温度70℃，反应时间9h，得到混合溶液B；(3)将溶液B以9000rmp的速度离心，乙醇洗涤4遍，注入模具；(4)将上述模具放入55℃恒温干燥箱中8h，烘干脱模得产品C；(5)将烘干的产品C置于索氏提取器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.生物膜反应器用磁性生物载体，其特征在于：其按重量百分比由以下组分制备而成：苯乙烯50‑60％，引发剂0.5％‑1％，偶联剂0.3％‑0.6％，磁性物质5％‑15％，致孔剂20％‑30％和生物改性剂10％‑15％。

【技术特征摘要】
1.生物膜反应器用磁性生物载体，其特征在于：其按重量百分比由以下组分制备而成：苯乙烯50-60％，引发剂0.5％-1％，偶联剂0.3％-0.6％，磁性物质5％-15％，致孔剂20％-30％和生物改性剂10％-15％。2.根据权利要求1所述的生物膜反应器用磁性生物载体，其特征在于：所述的苯乙烯用5％NaOH碱洗，再用蒸馏水洗至中性，加入无水硫酸钠干燥3天以上，减压蒸馏，密封避光放冰箱中储存以去除阻聚剂。3.根据权利要求1所述的生物膜反应器用磁性生物载体，其特征在于：所述的引发剂为偶氮二异丁腈和/或过氧化苯甲酰，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。4.根据权利要求1所述的生物膜反应器用磁性生物载体，其特征在于：所述的磁性物质为Fe2O3和其他氧化物配置烧结而成，所述的其他氧化物选自氧化锌、氧化镍、氧化镁中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的生物膜反应器用磁性生物载体，其特征在于：所述的致孔剂选自石蜡、正庚烷、正戊烷中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的生物膜反应器用磁性生物载体，其特征在于：所述的生物改性剂选自淀粉、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、纤维素等中的一种或几种。7.权利要求1-6中任意一项所述的生物膜反应器用磁性生物载体的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝建中，苏雅，李明，陈靓，张欢，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32