一种污水处理微生物载体制备方法技术

本发明专利技术涉及污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理微生物载体制备方法，包括成型、交联、改性和改构；由于在化学交联过程中参与反应的酸性试剂会残留在成品影响到微生物的活性，同时载体的硬化时间较长，易产生黏连现象，而在物理交联法制备的成品中，通过将微生物与中性的高分子溶液相混合，利用循环降温直接制备成载体材料，其成孔率高、含水量大，避免了对微生物活性的影响，但其较大的水溶性会造成稳定性不佳的状况；故此，本发明专利技术通过在制备方法中混入的添加剂成分，对聚乙烯醇树脂进行改性处理，并配合循环升温降温过程中对温度的调节操作，改善成品形态结构对微生物的承载性能，从而提升了污水处理微生物载体制备方法的应用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种污水处理微生物载体制备方法
本专利技术涉及污水处理
，具体涉及一种污水处理微生物载体制备方法。
技术介绍
新型载体材料的设计与制备是废水处理技术研发的重要方面，高分子材料因其优异的耐候性和物理强度，适用于污水处理的复杂水质条件中，且高分子材料的亲水性能够为其中微生物载体的代谢增殖提供优异的微环境，且在对高分子材料进行化学交联或硬化改性处理后，会进一步提升其作为微生物载体的强度及化学稳定性，确保在污水处理过程中载体的稳定性。目前在通过高分子材料制备微生物载体的方法中，包括化学交联法和物理交联法两大类，其中化学交联法制备的载体产品强度高，寿命长，但其在化学交联过程中参与反应的酸性试剂会残留在成品影响到微生物的活性，同时其载体的硬化时间较长，易产生黏连现象；而在物理交联法制备的成品中，通过将微生物与中性的高分子溶液相混合，利用循环冷冻直接制备成载体材料，其成孔率高、含水量大，避免了对微生物活性的影响，但其较大的水溶性会造成稳定性不佳的状况。如申请号为CN202010316341.5的一项中国专利公开了一种污水处理微生物载体，由磁性碳纤维支架和其表面固定有微生物的聚吡咯薄膜层组成；其中，磁性碳纤维支架由复合纤维束编织而成，经预氧化和碳化处理得到；所述复合纤维为掺杂有石墨烯的聚丙烯腈纤维，表面及内部均匀分布有磁性氧化铁纳米粒子；该技术方案通过原位生成的氧化铁纳米粒子具有良好的光催化活性，其还能促进碳纤维局部石墨化与石墨烯协同提高碳纤维的导电性；以磁性碳纤维支架为工作电极，在其上电化学沉积聚吡咯薄膜，实现了微生物的有效固定且不会发生包埋，不仅有利于微生物负载和增殖，也有利于氧化铁光催化剂及微生物与污水中的污染物充分接触，光催化降解与微生物处理同步进行，大大提高了污水处理的效率；但是该技术方案中未解决制备的微生物载体的水溶性问题，且在污水的水体中，光能催化的过程受到削弱，继而限制了微生物的生物活性。鉴于此，本专利技术提出了一种污水处理微生物载体制备方法，解决了上述技术问题。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提出了一种污水处理微生物载体制备方法，通过在制备方法中混入的添加剂成分，对聚乙烯醇树脂进行改性处理，并配合循环升温降温过程中对温度的调节操作，改善成品形态结构对微生物的承载性能，从而提升了污水处理微生物载体制备方法的应用效果。本专利技术所述的一种污水处理微生物载体制备方法，该方法步骤如下：S1、成型：以聚乙烯醇树脂作为微生物载体的制备原料，在聚乙烯醇树脂成型的熔融状态下，向其中加入藻酸盐，控制藻酸盐在聚乙烯醇树脂中的重量比在0.6-2.2％，使两者间混合溶解20min以上，并在混合结束前的5min内，向其中滴加含有氯化钙的饱和硼酸溶液，待其自然冷却后形成凝胶态，通过搅拌器将凝胶态的聚乙烯醇树脂打散分离成直径在7-17mm的小球，并对堆积在一起的聚乙烯醇树脂小球进行循环的升温与降温；S2、交联：将微生物包埋在聚乙烯膜球中，与丙烯酰胺混合后加入到S1中进行循环升温降温的球形聚乙烯醇树脂中，其中聚乙烯膜球包埋微生物的尺寸控制在聚乙烯醇树脂小球的30-60％，使最终添加的聚乙烯膜球中微生物含量占聚乙烯醇树脂的40-70％，并在添加聚乙烯膜球的过程中，将循环升温降温的温度上限逐渐降低至室温状态；S3、改性：在S2添加聚乙烯膜球的过程中，加入石英砂颗粒，控制石英砂颗粒的粒径在0.5-0.9mm，占聚乙烯膜球重量的10-25％，且对其中的石英砂颗粒进行球磨处理，并同时添加等量的发泡剂，使最终制备的聚乙烯醇树脂小球的密度在1.04-1.18g/cm3；S4、改构：将S1中循环升温降温的温度的上下限分别记为Tmin和Tmax，将室温标记为T0，把Tmin与T0的差值记为T1，在S1-S3中的工序完成后，将循环升温降温的温度的Tmin降低10-20℃，Tmax调整为T0+T1的温度参数，再进行循环升温降温30-40min；现有技术中，高分子材料制备微生物载体的方法，包括化学交联法和物理交联法两大类，其中化学交联法制备的载体产品强度高，寿命长，但其在化学交联过程中参与反应的酸性试剂会残留在成品影响到微生物的活性，同时载体的硬化时间较长，易产生黏连现象，而在物理交联法制备的成品中，通过将微生物与中性的高分子溶液相混合，利用循环降温直接制备成载体材料，其成孔率高、含水量大，避免了对微生物活性的影响，但其较大的水溶性会造成稳定性不佳的状况；因此，本专利技术通过添加的藻酸盐和氯化钙在饱和的硼酸溶液中进行反应生成藻酸钙，改善聚乙烯醇树脂的表面性能，并在循环升温降温的过程中，在小球状的聚乙烯醇树脂表面形成硬层，降低其间的黏连程度，使循环降温中的聚乙烯醇树脂保持小球的形状；加入丙烯酰胺降低聚乙烯醇树脂的水溶膨胀性，利用聚乙烯膜球低于聚乙烯醇树脂的熔点，使添加的微生物在循环升温降温过程中均匀混合到基乙烯纯树脂的小球中，便于最终形成的载体对微生物的附着性；添加石英砂颗粒改善制备的微生物载体的物理性能，避免在微生物在处于污水过程中代谢产生的气体造成载体的上浮问题，且石英砂颗粒在球磨处理后，在聚乙烯醇树脂表面形成的弧形凸起，增加了载体的表面积，便于微生物的附着及与污水间的接触效果；在对循环升温降温的温度进行调整后，利用聚乙烯树脂在循环往复的胀缩形变下产生孔隙，便于最终制备的载体增强对微生物的附着能力；本专利技术利用了在制备方法中混入的添加剂成分，对聚乙烯醇树脂进行改性处理，并配合循环升温降温过程中对温度的调节操作，改善成品形态结构对微生物的承载性能，从而提升了污水处理微生物载体制备方法的应用效果。优选的，所述成型工序中的饱和硼酸中还添加有京尼平，京尼平的添加过程处于聚乙烯醇树脂循环升温降温的升温阶段，京尼平作为聚乙烯醇树脂反应中的交联剂；通过京尼平的交联作用，增强聚乙烯醇树脂小球表面硬层中的藻酸钙的强度，使交联后载体的耐酸性和耐高温性风道增强，并通过天然生物产生的京尼平替代戊二醛类作为交联剂，避免载体上残留交联剂的毒性对微生物的代谢增殖造成影响，且京尼平与聚乙烯醇树脂载体形成的共价交联网络抑制了其中羟基的亲水性，增强了载体的稳定性，从而提升了污水处理微生物载体制备方法的应用效果。优选的，所述成型工序中在加入饱和硼酸形成凝胶态后，再向其中加入0.55-0.75mol/L的磷酸钠溶液，将升温状态的聚乙烯醇树脂完全淹没；通过添加的磷酸钠中的金属离子，与聚乙烯醇树脂中的羟基形成配位键交联，进一步增强聚乙烯醇树脂载体的憎水性，同时把磷酸钠溶液将聚乙烯醇树脂淹没起来，软化其中的水溶液，减缓在聚乙烯醇树脂中形成藻酸钙沉淀的过程，便于控制聚乙烯醇树脂中形成凝胶的速率，同时增强了其中凝胶成品的均匀性，形成强度均衡分布的聚乙烯醇树脂的小球，从而提升了污水处理微生物载体制备方法的应用效果。优选的，所述交联工序中，聚乙烯膜球包埋微生物的步骤如下：I、通过6mm口径的模头吹塑开口的聚乙烯膜球，然后将含有微生物的粉体通过气枪喷入聚乙烯膜球内，使微生物粉体附着在聚乙烯膜球的内壁上，并控制微生物粉体的添本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污水处理微生物载体制备方法，其特征在于：该方法步骤如下：/nS1、成型：以聚乙烯醇树脂作为微生物载体的制备原料，在聚乙烯醇树脂成型的熔融状态下，向其中加入藻酸盐，控制藻酸盐在聚乙烯醇树脂中的重量比在0.6-2.2％，使两者间混合溶解20min以上，并在混合结束前的5min内，向其中滴加含有氯化钙的饱和硼酸溶液，待其自然冷却后形成凝胶态，通过搅拌器将凝胶态的聚乙烯醇树脂打散分离成直径在7-17mm的小球，并对堆积在一起的聚乙烯醇树脂小球进行循环的升温与降温；/nS2、交联：将微生物包埋在聚乙烯膜球中，与丙烯酰胺混合后加入到S1中进行循环升温降温的球形聚乙烯醇树脂中，其中聚乙烯膜球包埋微生物的尺寸控制在聚乙烯醇树脂小球的30-60％，使最终添加的聚乙烯膜球中微生物含量占聚乙烯醇树脂的40-70％，并在添加聚乙烯膜球的过程中，将循环升温降温的温度上限逐渐降低至室温状态；/nS3、改性：在S2添加聚乙烯膜球的过程中，加入石英砂颗粒，控制石英砂颗粒的粒径在0.5-0.9mm，占聚乙烯膜球重量的10-25％，且对其中的石英砂颗粒进行球磨处理，并同时添加等量的发泡剂，使最终制备的聚乙烯醇树脂小球的密度在1.04-1.18g/cm...

【技术特征摘要】
1.一种污水处理微生物载体制备方法，其特征在于：该方法步骤如下：
S1、成型：以聚乙烯醇树脂作为微生物载体的制备原料，在聚乙烯醇树脂成型的熔融状态下，向其中加入藻酸盐，控制藻酸盐在聚乙烯醇树脂中的重量比在0.6-2.2％，使两者间混合溶解20min以上，并在混合结束前的5min内，向其中滴加含有氯化钙的饱和硼酸溶液，待其自然冷却后形成凝胶态，通过搅拌器将凝胶态的聚乙烯醇树脂打散分离成直径在7-17mm的小球，并对堆积在一起的聚乙烯醇树脂小球进行循环的升温与降温；
S2、交联：将微生物包埋在聚乙烯膜球中，与丙烯酰胺混合后加入到S1中进行循环升温降温的球形聚乙烯醇树脂中，其中聚乙烯膜球包埋微生物的尺寸控制在聚乙烯醇树脂小球的30-60％，使最终添加的聚乙烯膜球中微生物含量占聚乙烯醇树脂的40-70％，并在添加聚乙烯膜球的过程中，将循环升温降温的温度上限逐渐降低至室温状态；
S3、改性：在S2添加聚乙烯膜球的过程中，加入石英砂颗粒，控制石英砂颗粒的粒径在0.5-0.9mm，占聚乙烯膜球重量的10-25％，且对其中的石英砂颗粒进行球磨处理，并同时添加等量的发泡剂，使最终制备的聚乙烯醇树脂小球的密度在1.04-1.18g/cm3；
S4、改构：将S1中循环升温降温的温度的上下限分别记为Tmin和Tmax，将室温标记为T0，把Tmin与T0的差值记为T1，在S1-S3中的工序完成后，将循环升温降温的温度的Tmin降低10-20℃，Tmax调整为T0+T1的温度参数，再进行循环升温降温30-40min。


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【专利技术属性】
技术研发人员：曹云龙，徐伟文，
申请(专利权)人：曹云龙，
类型：发明
国别省市：北京;11