本发明专利技术涉及一种缓释碳源填料的制备方法。本发明专利技术的缓释碳源填料的制备方法包括如下步骤:(1)将聚乙烯醇
【技术实现步骤摘要】
一种缓释碳源填料的制备方法
[0001]本专利技术具体涉及一种缓释碳源填料的制备方法。
技术介绍
[0002]近年来,由于农药化肥的过度使用,以及含氮的生活和工业废水大量排入水体,导致水体中的硝酸盐氮污染成为水体污染的突出问题,水体中硝酸盐的去除是水污染控制领域中的难题。目前,去除水中硝酸盐的方法有物理化学法和生物反硝化法两大类。物理化学法主要有离子交换法和膜分离法。离子交换法处理工艺发展比较成熟,投资相对较低,其局限性主要表现在:再生液含盐量高,处理困难;选择性低,硫酸根等会对硝酸根产生竞争吸附。膜分离法主要包括反渗透和电渗析,缺点是费用较高,对硝酸根缺乏选择性,产生的浓缩废盐水需要进一步处理。生物法脱氮是最为经济有效的一种脱氮方法,其主要利用反硝化菌在缺氧状态下,把水中的硝酸根离子和亚硝酸根离子转化为氮气,从而降低水中硝态氮的浓度。
[0003]对于低碳氮比污水,碳源不足是影响污水处理脱氮效率的主要因素之一,目前我国城镇污水普遍存在碳源不足的问题,严重制约了反硝化过程及脱氮效率。外加碳源包括液体碳源和固体碳源。其中液体碳源包括乙酸钠、甲醇等,存在成本较高、难控制投加量、易造成二次污染等问题。固体碳源在充当碳源的同时还可以作为反硝化菌的生长载体,其中纤维素类固体碳源运行成本相对较低,在一定程度上能提高反硝化速率。但是固体碳源在反应过程中受温度影响较大,且碳源释放量较难控制,长时间运行后脱氮效率下降且后处理困难,在实际应用中有一定限制。高分子聚合物作为反硝化碳源和生物载体,在脱氮过程中不需要外加有机物来满足反硝化菌群的生长所需,有机物在微生物作用下溶解释放。解决了脱氮工艺中难以控制液体碳源投加量而带来的一系列问题,保证了反硝化菌生存环境的稳定性。但是高分子材料的化学成分单一,往往需要投加微量元素才能满足微生物的生长需求,而且高分子材料的价格要高于天然材料,这也是此类材料应用受限的原因。使用天然材料进行加工得到的缓释型碳源填料,价格相对较低,碳源性能相对更高,基本无二次污染,在污水处理领域具有很好的应用前景。但是,现有缓释碳源的缓释碳性能还不够稳定,成本也有待进一步降低。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种释碳性能更加稳定且成本更低的缓释碳源填料的制备方法。
[0005]为达到上述目的,本专利技术采用的技术方案是:
[0006]一种缓释碳源填料的制备方法,所述缓释碳源填料的制备方法包括如下步骤:
[0007](1)将聚乙烯醇
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海藻酸钠溶液与淀粉混合后加热至沸腾并保持沸腾状态0.5h~1h,然后趁热将物料注入模具中;
[0008](2)待模具中的物料的温度自然下降至50℃~60℃时,向模具中加入氯化钙水溶
液,静置得到初步成型的填料;
[0009](3)将所述初步成型的填料于
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25℃~
‑
10℃下冷冻8~15小时,20℃~25℃下解冻2~5小时,如此冷冻解冻循环2~5次后,将最后一次解冻的填料烘干,即得到所述缓释碳源填料。
[0010]进一步优选地,步骤(3)中,将所述初步成型的填料于
‑
25℃~
‑
10℃下冷冻10~12小时,20℃~25℃下解冻3~4小时,如此冷冻解冻循环3~4次后,将最后一次解冻的填料烘干。
[0011]优选地,所述缓释碳源填料中聚乙烯醇、海藻酸钠、淀粉的质量比为(3~7):1:(6~14)。
[0012]优选地,步骤(2)中,所述氯化钙水溶液的浓度为3wt%~6wt%,所述氯化钙水溶液的用量为所述的物料的总质量的3%~8%。
[0013]进一步优选地,步骤(2)中,所述氯化钙水溶液的浓度为4wt%~5wt%,所述氯化钙水溶液的用量为所述的物料的总质量的4%~6%。
[0014]优选地,步骤(1)中,所述聚乙烯醇
‑
海藻酸钠溶液中,聚乙烯醇的浓度为10wt%~20wt%,例如10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%;海藻酸钠的浓度为3wt%~5wt%,例如3wt%、4wt%、5wt%。
[0015]优选地,所述缓释碳源填料的制备方法还包括配制聚乙烯醇
‑
海藻酸钠溶液的步骤,所述配制聚乙烯醇
‑
海藻酸钠溶液的步骤为:将聚乙烯醇和海藻酸钠与水于45℃~55℃下混合均匀。
[0016]进一步优选地,将聚乙烯醇和海藻酸钠加入去离子水中,45℃~55℃下恒温水浴加热、搅拌混合10分钟~15分钟,得到聚乙烯醇
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海藻酸钠溶液。
[0017]优选地,步骤(3)中,所述烘干的温度为55℃~65℃。
[0018]进一步优选地,步骤(3)中,所述烘干的温度为58℃~62℃。
[0019]优选地,所述烘干的时间为3~5小时。
[0020]优选地,步骤(1)中,加热温度为103℃~107℃。
[0021]优选地,步骤(1)中,所述淀粉为马铃薯淀粉、红薯淀粉或玉米淀粉中的一种或多种。
[0022]优选地,所述的淀粉的粒径为80μm~100μm,例如80μm、85μm、90μm、95μm、100μm。
[0023]优选地,步骤(1)中,所述聚乙烯醇为1788(L)型。
[0024]优选地,所述聚乙烯醇的粘度为1mPa
·
S~10mPa
·
S,例如1mPa
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S、2mPa
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S、3mPa
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S、4mPa
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S、5mPa
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S、6mPa
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S、7mPa
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S、8mPa
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S、9mPa
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S、10mPa
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S。
[0025]优选地,所述海藻酸钠的粘度为5~20mPa
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S,例如5mPa
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S、8mPa
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S、10mPa
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S、12mPa
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S、14mPa
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S、16mPa
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S、18mPa
·
S、20mPa
·
S。
[0026]本专利技术还提供采用所述的缓释碳源填料的制备方法制备的缓释碳源填料。
[0027]本专利技术还提供所述的缓释碳源填料在污水处理中的应用。
[0028]由于上述技术方案运用,本专利技术与现有技术相比具有下列优点:
[0029]本专利技术的缓释碳源填料制备方法使用的原料种类少且来源广,成本低,制备的缓释碳源填料具有更好的缓释稳定性,能够有效控制污水处理在外加碳源方面的投入成本。
附图说明
[0030]图1为缓释碳源填料的实物图;
[0031]图2为用于缓释碳源填料制备的模具示意图;本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种缓释碳源填料的制备方法,其特征在于,所述缓释碳源填料的制备方法包括如下步骤:(1)将聚乙烯醇
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海藻酸钠溶液与淀粉混合后加热至沸腾并保持沸腾状态0.5h~1h,然后趁热将物料注入模具中;(2)待模具中的物料的温度自然下降至50℃~60℃时,向模具中加入氯化钙水溶液,静置得到初步成型的填料;(3)将所述初步成型的填料于
‑
25℃~
‑
10℃下冷冻8~15小时,20℃~25℃下解冻2~5小时,如此冷冻解冻循环2~5次后,将最后一次解冻的填料烘干,即得到所述缓释碳源填料。2.根据权利要求1所述的缓释碳源填料的制备方法,其特征在于,所述缓释碳源填料中聚乙烯醇、海藻酸钠、淀粉的质量比为(3~7):1:(6~14)。3.根据权利要求1所述的缓释碳源填料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述氯化钙水溶液的浓度为3wt%~6wt%,所述氯化钙水溶液的用量为所述的物料的总质量的3%~8%。4.根据权利要求1所述的缓释碳源填料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述聚乙烯醇
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海藻酸钠溶液中,聚乙烯醇的浓度为10wt%~20wt%,海藻酸钠的浓度为3wt%~5wt...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭剑峰,鞠佳伟,兰华春,刘会娟,
申请(专利权)人:清华苏州环境创新研究院,
类型:发明
国别省市:
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