一种改性可生物降解吸管及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于弃料回收再利用和废水处理技术领域，具体涉及一种改性可生物降解吸管及其制备方法和应用。所述改性可生物降解吸管的制备方法为将可生物降解吸管进行改性处理，制得改性可生物降解吸管；所述可生物降解吸管包括未使用的可生物降解吸管、废弃可生物降解吸管中的至少一种；所述改性处理包括热解、酸/碱溶液浸泡、添加酵母浸膏浸泡中的至少一种。本发明专利技术制得的改性可生物降解吸管能够实现较高的碳释放，同时将其制得的改性可生物降解吸管引进生物反硝化脱氮处理，开发废弃可生物降解吸管的后处理技术，操作简单，可实现废弃可生物降解吸管的二次利用，有效减缓可生物降解废弃物带来的资源浪费和环境污染等问题，提高资源的合理利用。的合理利用。的合理利用。

【技术实现步骤摘要】
一种改性可生物降解吸管及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于弃料回收再利用和废水处理
，具体涉及一种改性可生物降解吸管及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，随着国家“双碳”政策的推动及“禁塑令”的实施，可生物降解塑料行业迎来了快速发展期。其中，聚乳酸、聚己内酯、聚己二酸－对苯二甲酸丁二醇酯等是目前应用较广的可生物降解材料，在塑料包装及纺织纤维等领域已经得到成功应用。然而，可生物降解塑料只有在最优的堆肥条件下才能完全被降解，且其尺寸大小和填埋环境对分解时间有较大影响。在自然的填埋条件下，可生物降解塑料可能会比不可生物降解塑料产生更多的微塑料并在环境中持续积累，造成严重污染。
[0003]在各种可生物降解产品中，可生物降解吸管替代不可生物降解吸管和纸吸管占据了市场主流。然而，废弃的可生物降解吸管具有脆性高、抗冲击能力差等缺点，严重限制了其回收再利用。此外，可生物降解吸管的保质期仅有1年，性能下降快，报废率高，大量报废吸管的直接填埋也造成极大的资源浪费。因此，开发废弃可生物降解吸管的后处理技术以实现其资源化利用对发展循环经济有重要意义。
[0004]可生物降解聚合物在低碳氮比污水的处理中可以作为微生物附着的载体，释放分解产物作为碳源被反硝化微生物利用，以实现水中硝酸盐的去除，具有广阔的应用前景，但是存在碳源释放缓慢的问题。目前反硝化工艺常用的可生物降解聚合物为颗粒状，存在以下的问题：(1)填料需求量大，成本高；(2)颗粒表面光滑且相对表面积小，微生物不易附着且附着面积小等问题，在实际应用过程中反硝化菌难于富集，工艺启动时间长。因此，亟需研发一种具有碳源释放快，能用于反硝化工艺的可生物降解材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种改性可生物降解吸管及其制备方法和应用。本专利技术制得的改性可生物降解吸管能够实现较高的碳释放，同时将其应用于反硝化脱氮工艺中能够实现较好的污水净化效果。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种改性可生物降解吸管的制备方法，将可生物降解吸管进行改性处理，制得改性可生物降解吸管；
[0007]所述可生物降解吸管包括未使用的可生物降解吸管、废弃可生物降解吸管中的至少一种；
[0008]所述改性处理包括热解、酸/碱溶液浸泡、添加酵母浸膏浸泡中的至少一种。
[0009]本专利技术通过加热、碱液浸泡及加入诱导物等的方式，加快聚合物的破碎和分解，促进碳释放，为废弃可生物降解吸管的资源化利用提供新方向。
[0010]优选地，所述可生物降解吸管的主要组分为聚乳酸，所述可生物降解吸管的直径为5～6mm，长度为200～210mm，密度为1.20～1.25g/cm3。
[0011]优选地，所述改性可生物降解吸管的制备方法，至少包括以下(1)～(5)中的一项：
[0012](1)所述热解为将可生物降解吸管在60～90℃下进行加热水解1
‑
3小时；
[0013](2)所述酸/碱溶液浸泡为将可生物降解吸管置于酸溶液或者碱溶液中浸泡1
‑
3小时；
[0014](3)所述酸溶液的浓度为1～2mol/L；
[0015](4)所述碱溶液的浓度为0.1～1mol/L；
[0016](5)所述添加酵母浸膏浸泡为在含有可生物降解吸管的溶液中加入酵母浸膏浸泡1
‑
3小时。
[0017]更优选地，所述酸溶液为盐酸溶液，所述碱溶液为氢氧化钠溶液。
[0018]更优选地，所述酵母浸膏的浓度为5
‑
10mg/L。
[0019]本专利技术中对于改性处理方法的选择可以根据污水的水质及反应器规模进行调整，对于碳需求量较低的低碳氮比污水，投加酵母浸膏诱导物可以同时促进可生物降解的碳释放并补充少量碳源；对于碳需求量较高的污水，进行碱液浸泡或加热可以在较短时间内实现更高的碳释放。
[0020]一种所述制备方法制得的改性可生物降解吸管。
[0021]一种反硝化脱氮反应器，包括蠕动泵、进水口、出水口、配水区、承托层、填料区及排水区，所述反硝化脱氮反应器由下至上依次包括配水区、承托层、填料区及排水区，所述配水区与进水口连接，所述排水区与出水口连接；
[0022]所述填料区中选用的填料组分包括陶粒和所述改性可生物降解吸管。
[0023]所述反硝化脱氮反应器为上流式反硝化生物滤池。
[0024]优选地，所述改性可生物降解吸管的制备方法为：将直径6mm，长度210mm的可生物降解吸管进行裁剪，控制裁剪后可生物降解吸管的直径为6mm，长度为3～5mm，并将裁剪后的可生物降解吸管进行改性处理，制得改性可生物降解吸管。可生物降解吸管填料的裁剪长度可以根据污水的水质及反应器规模进行调整，在3
‑
5mm的范围内能够保证在反应器内充分填充。
[0025]优选地，所述反硝化脱氮反应器，至少包括以下(1)～(2)中的一项：
[0026](1)所述反硝化脱氮反应器为圆柱体结构，内径为80～100mm，高为400～450mm；
[0027](2)所述反硝化脱氮反应器中的进水通过蠕动泵从反应器底端进水口注入，经过配水区、承托层、填料区、排水区，最后通过上部出水口溢流排出。
[0028]优选地，所述反硝化脱氮反应器，至少包括以下(1)～(2)中的一项：
[0029](1)所述配水区的高度为50～60mm，所述承托层的高度为10～20mm，所述填料区的高度为200～250mm，所述排水区的高度为70～80mm；
[0030](2)所述承托层中选用的填料为鹅卵石。
[0031]优选地，所述改性可生物降解吸管的高度与反硝化脱氮反应器的有效高度比为(0.3～0.7)：1。改性可生物降解吸管的填充高度与所述反应器的填料区总高度的比值可以根据污水的水质和反应器规模进行调整，在0.3～0.7的范围内能够保证改性可生物降解吸管有充分的能量释放。
[0032]一种所述反硝化脱氮反应器在污水处理中的应用，所述污水处理的步骤为：采用连续进水的方式，将低碳氮比污水通过蠕动泵泵入所述反硝化脱氮反应器中进行反硝化脱
氮处理。
[0033]优选地，所述反硝化脱氮反应器在污水处理中的应用，至少包括以下(1)～(2)中的一项：
[0034](1)所述低碳氮比污水的TOC浓度为13～17mg/L，NO3‑
N浓度为15mg/L；
[0035](2)所述低碳氮比污水在反硝化脱氮反应器中的水力停留时间为2～4h。
[0036]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0037]1、本专利技术通过对可生物降解吸管进行改性处理，得到的改性可生物降解吸管具有较好的碳释放性能，为废弃可生物降解吸管的后处理技术提供了新方向。
[0038]2、本专利技术将制得的改性可生物降解吸管引进生物反硝化脱氮处理，开发废弃可生物降解吸管的后处理技术，操作简单，可实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性可生物降解吸管的制备方法，其特征在于，将可生物降解吸管进行改性处理，制得改性可生物降解吸管；所述可生物降解吸管包括未使用的可生物降解吸管、废弃可生物降解吸管中的至少一种；所述改性处理包括热解、酸/碱溶液浸泡、添加酵母浸膏浸泡中的至少一种。2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述可生物降解吸管的主要组分为聚乳酸，所述可生物降解吸管的直径为5～6mm，长度为200～210mm，密度为1.20～1.25g/cm3。3.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，至少包括以下(1)～(5)中的一项：(1)所述热解为将可生物降解吸管在60～90℃下进行加热水解1～3小时；(2)所述酸/碱溶液浸泡为将可生物降解吸管置于酸溶液或者碱溶液中浸泡1～3小时；(3)所述酸溶液的浓度为1～2mol/L；(4)所述碱溶液的浓度为0.1～1mol/L；(5)所述添加酵母浸膏浸泡为在含有可生物降解吸管的溶液中加入酵母浸膏浸泡1～3小时。4.一种如权利要求1～3任一所述制备方法制得的改性可生物降解吸管。5.一种应用如权利要求4所述改性可生物降解吸管的反硝化脱氮反应器，其特征在于，包括蠕动泵、进水口、出水口、配水区、承托层、填料区及排水区，所述反硝化脱氮反应器由下至上依次包括配水区、承托层、填料区及排水区，所述配水区与进水口连接，所述排水区与出水口连接；所述填料区中选用的填料组分包括陶粒和如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：周赞民，孟凡刚，陈妍希，陈金灿，刘万里，余志达，周亚梁，欧进浩，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：