一种耐油型固定化载体及其合成方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种耐油型固定化载体及其合成方法和应用，包括（1）将气凝胶置于醋酸溶液中反应，取出后洗至中性；（2）将腐殖酸溶于Fe(OH)3溶液中，加入气凝胶，在50～70℃反应后，洗涤至弱碱性；得到改性气凝胶；（3）在改性气凝胶上负载活性金属；（4）在负载金属的载体上吸附产糖酯的微生物，经干燥获得固定化载体。本发明专利技术提供的固定化载体具有持久耐油性，且能够增强载体中金属与气凝胶的结合力，提高了载体的吸附性和长效性。的吸附性和长效性。

【技术实现步骤摘要】
一种耐油型固定化载体及其合成方法和应用


[0001]本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种耐油型固定化载体及其合成方法和应用。

技术介绍

[0002]在石油开采、炼制及加工等过程中均会产生大量的含油污水，污水中的油多以浮油、分散油、乳化油及溶解油的状态存在。该类污水因具有排放量大、成分复杂、水质波动大等特点，一般都要采取组合工艺进行处理。其中的浮油和分散油可通过隔油浮选方式去除，溶解油和部分不容易去除的乳化油往往随废水进入末端的生化单元。为了满足更加严格的排放标准，增设了以生物膜反应器如MBBR、BAF、FCBR等为主的三级生化处理单元。但是对于含油污水来说，采用生物膜反应器进行处理，长周期运行后并不能达到理想的处理效果。
[0003]杨秋月（MBBR工艺处理炼油污水运行分析，中外能源，2020,25(1)）采用在MBBR池进水口处适当增加营养盐和优质碳源的方式，促进微生物的正常生长和繁殖，从而改善挂膜难的问题。桑军强等（流态化复合载体生物膜工艺处理高含盐炼油污水的研究，石油炼制与化工，2017,48(8)）采用专利复合载体的新型生物膜法生化处理工艺（FCBR），其中一个载体附着微生物繁殖生长，形成致密的生物膜，提高处理效率，另一个载体均匀分散在水中固定污染物，提高了耐冲击能力，载体流态化运行进一步强化生物处理能力，提高处理效率。
[0004]目前研究者大都从载体材料的选择、配比、载体改性及固定化方法相结合等方面开展大量的工作。
[0005]CN201610595544.6公开了一种利用多孔纤维素气凝胶固定化微生物菌处理氨氮废水的方法，主要是制备多孔纤维素气凝胶，采用载体结合法将硝化菌和反硝化菌吸附固定在多孔纤维素气凝胶上，将微生物固定在多孔纤维素气凝胶上处理氨氮废水，有利于同步硝化反硝化反应的进行，有很好的氨氮去除能力，反应效率高，稳定性强，所获得固定化微生物菌按20
‑
30g/L加入50
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100L的100
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500mg/L氨氮废水中，水力停留时间为30
‑
40h，经过处理后氨氮去除率为68
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89%。但该方法利用纤维素气凝胶吸附固定菌体，属于表面吸附，由于菌体与纤维素气凝胶结合力不强，长期处理中还是会出现脱落现象。特别是用于含油污水处理时，往往因为被油污染，孔道堵塞吸附能力差，生物活性不佳，无法达到长时间稳定运行效果。
[0006]CN201210246151.6公开了一种油田含油污水的耦合处理方法，先将含油污水在生化池内经过两级生物接触氧化处理，取得待过滤水体，然后将待过滤水体进行过滤；在各级生物接触氧化处理中，在生化池下底采用曝气，在曝气上方采用具有吸附有芽孢杆菌的亲水性纤维填料，向生化池内通入含油污水，控制曝气的气体与含油污水的体积比、生化池内pH值、C、N、P的含量比、溶解氧量。该专利可以比较彻底地去除前端污水系统内还没有完全去除的剩余乳化油，提高生化处理系统效率，污水在生化系统中的停留时间由原来的12h以上，缩短到8h左右。但该专利技术采用具有吸附有芽孢杆菌的亲水性纤维填料以实现油脂的去除，需要特定菌体和材料的匹配，且填料与菌体仅通过吸附作用结合，结合力有待进一步提
高。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种耐油型固定化载体及其合成方法和应用。本专利技术提供的固定化载体具有持久耐油性，能够增强载体中金属与气凝胶的结合力，提高了载体的吸附性和长效性。
[0008]本专利技术第一方面提供了一种耐油型固定化载体的合成方法，包括如下步骤：（1）将气凝胶置于醋酸溶液中反应，取出后洗涤至中性；（2）将腐殖酸溶于Fe(OH)3溶液中，加入气凝胶，在50～70℃反应后，洗涤至弱碱性得到改性气凝胶；（3）在改性气凝胶上负载活性金属，得到负载金属的载体；（4）在负载金属的载体上吸附产糖酯的微生物，吸附完成后经干燥获得固定化载体。
[0009]本专利技术步骤（1）所述气凝胶为碳气凝胶、硅气凝胶、纤维素气凝胶等中的至少一种，优选碳气凝胶。通常采用自制或者商业购买方式获得，气凝胶的比表面积为600～1100m2/g、孔隙率为80%～98%。
[0010]本专利技术步骤（1）所述醋酸溶液的浓度为1.0～2.0mol/L。将气凝胶浸没于醋酸溶液进行反应，反应温度为30～50℃，反应时间为1.0～2.0h。可以直接加热或者水浴加热，优选水浴加热至30～50℃反应。将气凝胶取出后，洗涤至pH值中性，一般为6.5～7.5。
[0011]本专利技术步骤（2）所述Fe(OH)3溶液的浓度为0.5～0.8mol/L，Fe(OH)3溶液与腐殖酸的质量比为1:1～3:1。
[0012]本专利技术步骤（2）将气凝胶浸没于腐殖酸和Fe(OH)3溶液的混合体系中，在50～70℃下水浴震荡反应3～5h。取出后洗涤至pH值为弱碱性，一般为7.6～8.0。
[0013]本专利技术步骤（3）所述的活性金属为Cu
2+
、Fe
2+
、Mg
2+
等中的至少一种，优选Fe
2+
。所述负载活性金属可以采用本领域常规使用的浸渍法，如可以采用等体积、过量浸渍等。一般采用活性金属的可溶性盐溶液，其中金属离子的浓度为1～4mol/L。例如可以采用将改性气凝胶浸渍到活性金属溶液中，在60～70℃下浸渍6～10h。
[0014]进一步的，步骤（3）在活性金属溶液中加入助剂，包括(NH4)6Mo7O2·
4H2O和CoCl2，二者的摩尔比为1:3～5，用量为0.5～1.0mg/L。助剂的加入有助于产糖酯微生物的吸附生长。
[0015]本专利技术步骤（4）是将负载金属的载体浸渍于产糖酯的微生物的发酵液进行菌体的吸附生长，负载金属的载体与发酵液的体积比1:1～3。吸附生长条件为：温度20～38℃，优选20～30℃，pH为6.0～8.5，优选6.0～7.0，反应时间为12～36h。
[0016]本专利技术步骤（4）所述产糖酯微生物为发酵生产鼠李糖酯、海藻糖脂、槐糖脂和蔗糖酯等中至少一种糖酯的微生物，如可以是产鼠李糖酯的铜绿假单胞菌、产海藻糖脂的绿脓假单胞菌等中的至少一种。所述产糖酯的微生物发酵液的制备方法是本领域常规的。
[0017]本专利技术步骤（4）所述的干燥是在35～50℃干燥24～48h，得到固定化载体。所合成的固定化载体在使用前需要真空保存，保存时间一般为1～3个月。
[0018]本专利技术第二方面提供了一种耐油型固定化载体，是由上述本专利技术方法制备的。所
制备固定化载体中，金属含量以氧化物计占改性气凝胶质量的1%～20%，腐殖酸占改性气凝胶质量的0.1%～10%，产糖酯微生物占改性气凝胶质量的5%～50%，优选10%～30%。
[0019]本专利技术第三方面提供了所合成的固定化载体的应用，用于含油污水处理体系。具体是在含油污水处理体系中直接投加，或者在新建含油污水处理体系开工时装载，含油污水处理体系中的活性微生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐油型固定化载体的合成方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将气凝胶置于醋酸溶液中反应，取出后洗涤至中性；（2）将腐殖酸溶于Fe(OH)3溶液中，加入气凝胶，在50～70℃反应后，洗涤至弱碱性得到改性气凝胶；（3）在改性气凝胶上负载活性金属，得到负载金属的载体；（4）在负载金属的载体上吸附产糖酯的微生物，吸附完成后经干燥获得固定化载体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述气凝胶为碳气凝胶、硅气凝胶、纤维素气凝胶中的至少一种，优选碳气凝胶。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述气凝胶的比表面积为600～1100m2/g、孔隙率为80%～98%。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述醋酸溶液的浓度为1.0～2.0mol/L。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：步骤（1）将气凝胶浸没于醋酸溶液进行反应，反应温度为30～50℃，反应时间为1.0～2.0h。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤（1）直接加热或者水浴加热，优选水浴加热至30～50℃反应。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）将气凝胶取出后，洗涤至pH值中性，一般为6.5～7.5。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述Fe(OH)3溶液的浓度为0.5～0.8mol/L，Fe(OH)3溶液与腐殖酸的质量比为1:1～3:1。9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于：步骤（2）将气凝胶浸没于腐殖酸和Fe(OH)3溶液的混合体系中，在50～70℃下水浴震荡反应3～5h。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：步骤（2）取出后洗涤至pH值为弱碱性，优选为7.6～8.0。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述的活性金属为Cu
2+
、Fe
2+
、Mg
2+
中的至少一种，优选Fe
2+
。12.根据权利要求1或11所述的方法，其特征在于：步骤（3）采用活...

【专利技术属性】
技术研发人员：高会杰，孙丹凤，王刚，陈明翔，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：