基于复合硅藻土的树脂吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了基于复合硅藻土的树脂吸附剂的制备方法，采用硅藻土为第一载体，树脂为第二载体，对微生物菌株进行固定，树脂的制备步骤为：取5‑20重量份硅藻土固定化微生物、0.1‑0.5重量份偶联剂、1‑3重量份丁基羟基茴香醚和1‑5重量份四氢大麻酚加入到丙烯酸酯共聚物乳液中，常温下低速搅拌均匀后真空干燥得基于复合硅藻土的树脂吸附剂。有益效果：本发明专利技术制备的吸附剂具有吸油速率快、吸油容量大、微生物保存时间久、寿命长等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于复合硅藻土的树脂吸附剂的制备方法
本专利技术涉及污水处理
，尤其是涉及基于复合硅藻土的树脂吸附剂的制备方法。技术背景伴随社会经济技术的发展，人口的快速增长，人类对水资源的需求正在逐步上升。当下，我国的水资源都在一步步成为稀缺资源。但是水资源稀缺的同时，污水的排放又造成了严重的环境污染，因此污水的处理越来越受到重视。在众多污染源头中，水污染问题尤为突出，其中，工业油的泄露与排放对海洋、河流造成了巨大的污染，对环境构成了严重的威胁。污水处理的方法有很多，有物理法：主要是通过物理作用分离和去除废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物，如筛滤截留、离心分离等；有化学法：是通过化学反应来分离水中呈溶解、胶体状态的污染物，如混凝法、氧化还原法等；有生物法：利用微生物的代谢作用分解水中污染物，包括生物膜法。其中物理吸附技术以其操作简单、吸附剂廉价易得、去除效果优等优点被广泛应用于污水的处理中，其中应用广泛的吸附材料有活性炭、氧化铝、沸石等，硅藻土是地球上含量丰富的矿藏资源，拥有较好的吸附性，在污水处理方面具有极高的研究价值，硅藻土是由硅藻及其它微生物的硅质遗骸组成的生物硅质岩，它具有比表面积大、孔隙率高、吸附性能强、化学稳定性高等优点。通常污水处理时，不会直接使用单纯的硅藻土，而是采用经酸化或热解的活化硅藻土，以及用有机物或无机物改性的硅藻土，经改性、活化或者复合的硅藻土有着更好的污水处理效果。目前，通常采用吸油材料对水体中的油进行吸附，最多用到的是高吸油树脂。高吸油树脂是亲油性单体交联而成的聚合物，分子间具有三维交联网络状结构，通过分子内亲油基链段和油分子的溶剂化使树脂发生溶胀作用。由于高吸油树脂只能发生溶胀而不会发生溶解，因此油分子就会负载于三维网状结构中，实现高吸油树脂吸油和保油的功能。现有技术如授权公告号为CN103641247B的中国专利技术专利，公开了一种生活污水处理剂及其制备方法；生活污水处理剂包括以下重量份的原料：三氯化铁10-20份、硫酸亚铁5-8份、硫酸镁5-8份、聚丙烯酰胺3-5份、片碱10-20份、改性磺化木质素20-35份、淀粉黄原酸酯10-15份、改性硅藻土20-30份、交联累托石15-20份、壳聚糖-石墨烯复合材料1-5份本专利技术的生活污水处理剂，通过上述原料复配，发挥协调作用，不仅能够可持续处理浓度均较高的生活污水，同时使处理后的生活污水COD、BOD以及SS量明显降低，处理后的水质可反复循环利用。但是，该方法制备的污水处理剂对油体污染废水处理欠佳。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于复合硅藻土的树脂吸附剂的制备方法，采用硅藻土-海藻酸钠-氯化钙为第一载体，对微生物菌株固定化，以树脂为第二载体，弥补了第一载体机械性较差的缺点；该方法制备的吸附剂具有吸油速率快、吸油容量大、微生物保存时间久、寿命长等优点。本专利技术针对
技术介绍
中提到的问题，采取的技术方案为：本专利技术用菌种购自上海碧莱清生物科技有限公司。基于复合硅藻土的树脂吸附剂的制备方法，采用硅藻土为第一载体，树脂为第二载体，对微生物菌株进行固定，树脂为通过丙烯酸酯共聚物乳液与硅藻土固定化微生物偶联所得；偶联依托偶联剂、丁基羟基茴香醚和四氢大麻酚完成。基于复合硅藻土的树脂吸附剂中，由于制孔剂的存在，使得树脂内部具有大量的微细孔道结构，使树脂具有快速吸油能力以及较大的储油容量；而硅藻土固定化微生物颗粒负载于树脂内，具有更强的稳定性，同时由于是在常温低速搅拌条件下与丙烯酸酯共聚物乳液复合，聚合物内部网络结构形成条件较为温和，可最大程度地确保微生物细胞不受损害。作为优选，树脂的制备步骤为：取5-20重量份硅藻土固定化微生物、0.1-0.5份偶联剂、1-3重量份丁基羟基茴香醚和1-5重量份四氢大麻酚加入到丙烯酸酯共聚物乳液中，常温下低速搅拌均匀后真空干燥得基于复合硅藻土的树脂吸附剂；丁基羟基茴香醚和四氢大麻酚的特殊存在，使得树脂拥有更强的抗老化能力，特别是抗紫外线能力，因为对于处理江河，特别是海洋上的浮油时，通常会遭受长时间的日晒，提高抗光老化能力有助于延长树脂的实用寿命；同时有利于保持硅藻土固定化微生物菌株活力，提高吸附树脂的稳定性。作为优选，偶联剂为硅烷偶联剂。硅藻土固定微生物前，进行活化、表面修饰处理。作为优选，硅藻土活化步骤为：取硅藻土于马弗炉中加热后取出冷至室温，然后加入盐酸溶液，加热保温后，离心分离，洗涤后，再加入草酸溶液，室温下搅拌后，离心分离，洗涤烘干，备用；酸液活化后的硅藻土，氧化物杂质含量降低，SiO2含量增高，比表面积和孔容均增大，吸附性能得到改善。进一步优选，硅藻土在马弗炉中加热温度为280-320℃、加热时间为3-5h；盐酸溶液的体积浓度为9-13％，加热保温的温度为85-95℃，保温时长为2-4h；草酸溶液的体积浓度为8-14％，室温下的搅拌时长为2-4h，烘干温度为115-130℃。作为优选，硅藻土表面修饰步骤为：在室温下，将壳聚糖加入到缓慢搅拌的L-氨基酸水溶液中，再缓慢加入绿原酸与4-羟基苯乙醇的混合溶液，加入活化后的硅藻土，40-50℃超声混合溶液60-100min，离心，水洗至中性后真空干燥固体溶质20-24h；经修饰的硅藻土表面附着一层淡黄色黏滞性溶胶，可改善硅藻土表面疏水性能，提高其亲附油污分子的速率，增加油污吸附容量。进一步优选，壳聚糖与L-氨基酸的重量份比为3:2-5；绿原酸的体积浓度为1-7％，4-羟基苯乙醇的体积浓度为0.3-0.9％；绿原酸和4-羟基苯乙醇具有协同作用，一方面能够调控硅藻土表面溶胶粒子生长大小，使其均匀分散于硅藻土表面，阻碍溶胶粒子间发生聚集而堵塞硅藻土孔道；另一方面能够促进阳离子电荷在硅藻土表面富集，提高硅藻土表面阳离子电荷密度，更重要的是能够促进氨基酸中的羧基和硅藻土表面官能团尤其是羟基反应并排列在硅藻土表面形成一层自组装分子层，该分子层形成一个附加电场，能够降低硅藻土表面势能，从而提高硅藻土表面孔道对微生物颗粒的固定程度，可提高固定化微生物菌株的稳定性，有效降低其在污水处理过程中造成流失，提高了污水处理效率。作为优选，硅藻土固定微生物步骤为：取10-15重量份经活化修饰后的硅藻土与30-70重量份石油烃降解菌浓度为4×109-8×109cell/g的种子菌液混合，直至硅藻土吸附种子菌液达到饱和后，得到吸附细菌的硅藻土溶液；向吸附细菌的硅藻土溶液中加入600-800重量份聚乙烯醇与海藻酸钠混合水溶液，其中聚乙烯醇的浓度为6-10wt％，海藻酸钠的浓度为2-4wt％，在1-6℃下混合均匀后得到悬浮溶液，然后向悬浮溶液中用注射器注入浓度为2.5-3.5wt％的氯化钙溶液，在2-8℃温度下交联16-28h后制得硅藻土固定化微生物颗粒；将悬浮溶液注入到氯化钙溶液时，氯化钙与海藻酸钠生成海藻酸钙，聚乙烯醇在低温下逐渐呈凝胶状，海藻酸钙与聚乙烯醇将硅藻土包覆共同形成微生物的载体。作为优选，石油烃降解菌为短芽孢杆菌。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1)本专利技术制备的基于复合硅藻土的树脂吸附剂内部的微细孔道结构众多，具有快速的吸油速率、较大的吸油容量和出色的保油性；同时内部复合有固定化微生物，能够对被吸附入树脂内部的油进行分解，固定化微生物以硅藻土-海藻酸钠-氯化钙为第一载体，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于复合硅藻土的树脂吸附剂的制备方法，采用硅藻土为第一载体，树脂为第二载体，对微生物菌株进行固定，其特征在于：所述树脂通过丙烯酸酯共聚物乳液与硅藻土固定化微生物偶联所得。

【技术特征摘要】
1.基于复合硅藻土的树脂吸附剂的制备方法，采用硅藻土为第一载体，树脂为第二载体，对微生物菌株进行固定，其特征在于：所述树脂通过丙烯酸酯共聚物乳液与硅藻土固定化微生物偶联所得。2.根据权利要求1所述的基于复合硅藻土的树脂吸附剂的制备方法，其特征在于：所述偶联依托偶联剂、丁基羟基茴香醚和四氢大麻酚完成。3.根据权利要求1所述的基于复合硅藻土的树脂吸附剂的制备方法，其特征在于：所述树脂制备步骤为：取5-20重量份硅藻土固定化微生物、0.1-0.5重量份偶联剂、1-3重量份丁基羟基茴香醚和1-5重量份四氢大麻酚加入到丙烯酸酯共聚物乳液中，常温下低速搅拌均匀后真空干燥得基于复合硅藻土的树脂吸附剂。4.根据权利要求1所述的基于复合硅藻土的树脂吸附剂的制备方法，其特征在于：所述硅藻土活化步骤为：取硅藻土于马弗炉中加热后取出冷至室温，然后加入盐酸溶液，加热保温后，离心分离，洗涤后，再加入草酸溶液，室温下搅拌后，离心分离，洗涤烘干，备用。5.根据权利要求1所述的基于复合硅藻土的树脂吸附剂的制备方法，其特征在于：所述硅藻土表面修饰步骤为：在室温下，将壳聚糖加入到缓慢搅拌的L-氨基酸水溶液中，再缓慢加入绿原酸与4-羟基苯乙醇的混合溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘钕，
申请(专利权)人：潘钕，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15