一种植物纤维生物填料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种植物纤维生物填料的制备方法，属于生物法治理废气领域。现有技术中关于植物纤维生物填料的制备技术存在不利于微生物生长的因素以及生产效率低等问题。本发明专利技术方法通过将植物有机纤维与耐久性结合成分用水充分浸透后，搅拌均匀，模压成型，然后在绝压为１０～１５００Ｐａ，温度为－４０～６０℃条件下干燥４～４０小时，得到的生物填料具有微生物生长的微生态环境好，单位面积的生物量多，持水量适宜等优点。本发明专利技术方法生产效率高，制备的生物填料可以有效提高脱臭效率并延长使用寿命，可以用于各种含恶臭成分废气的净化治理。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种植物填料的制备方法，特别是用于炼油厂污水处理场、化工厂污水处理厂、城市污水处理厂、畜牧养殖场等产生恶臭物质的湿式生物脱臭装置和设施的湿式生物脱臭用植物纤维填料的制备方法。本专利技术属于废气生物治理

技术介绍
生物脱臭法是八十年代初发展起来的一种废气净化方法。它具有净化效率高、操作条件温和、动转费用低等优点而获得了广泛的应用，特别是用于处理低浓度恶臭废气的净化治理。在生物脱臭法中，负载微生物的填料是该技术中的关键。JP63277467、JP810560等公开了一种生物脱臭装置，其主要特征为使用了一种以泥炭、黄土或含有泥炭黄土的颗粒物为微生物的载体。但以泥炭为主的填料在长期运转时易堵塞，压降增大，使去除效率降低。JP494733公开了一种净泥炭填料成型化技术，在泥炭中加入一种或几种有机或无机添加剂，较好地解决了填料易堵塞、压降大的问题。但由于其在烘干过程中，其温度较高，易造成受热不均，颗粒表面易炭化，影响了微生物生长的微生态环境，单位面积的生物量减少，从而使其持水量降低，进而降低了脱臭效率；若采用常温或低温干燥，则干燥速度慢，耗时长，生产效率低。
技术实现思路
现有技术中关于植物纤维生物填料的制备技术存在不利于微生物生长的因素以及生产效率低等问题，本专利技术的目的在于解决上述问题，提供了一种耐压能力高、运行时压降低、成型过程中填料保水性能好、微生物的微生态环境好、单位面积的生物量大、生产效率高的用于湿式生物脱臭的植物纤维填料的制备方法。本专利技术生物填料的制备过程为将植物有机纤维与耐久性结合成分用水充分浸透后，搅拌均匀，模压成型，然后在绝压为10～1500Pa条件下干燥4～40小时，干燥温度控制在-40～60℃。生物脱臭所使用的植物纤维填料的使用效果主要与填料的强度、保水性能以及其微物态环境有关，本专利技术的植物纤维填料强度高、耐压性能好、长期运行时压降低、保水性能好、微生物的微生态环境好、单位面积的生物量大，是性能优良的湿式生物脱臭填料。本专利技术申请人经过实验研究发现，限制生物填料使用性能的关键因素之一在于在填料干燥过程中，由于采用较高温度，使植物纤维的性质发生很大变化，主要是植物纤维表面的炭化，使植物纤维表面积减少，营养物质大量消耗，不利于微生物的生长及繁殖，影响脱臭效果。本专利技术方法借鉴了食品工业中的真空干燥法，采用真空常温干燥、真空冷冻干燥或真空变温干燥，不但加快了干燥速度，提高了工作效率，同时保持了植物纤维原来的各物物化性质，提高了废气的脱臭率，延长了填料的使用寿命。另外，本专利技术生物填料在成型时加入了适宜的耐久性组分，使填料的强度高，填充方便，运转时压降低，无积水现象，气流分布均匀、流量稳定，可最高限度的为目的微生物提供生长点，最终提高脱臭效率；并且使脱臭装置保持常时间运转，降低了维护费用。具体实施例方式本专利技术的生物填料以炭化程度低的植物有机纤维如泥炭、褐煤等为主，特别是泥炭，其持水性好，有良好的微生态环境，其它添加物为一些耐久性结合成分。这些成分对微生物无毒性，经固化后有耐水性、耐酸性。这些耐久性结合成分包括有机成分和无机成分，其中有机成分可为合成树脂、乳胶、热交联性合成树脂、有机交联剂等，例如聚氯乙烯，交联剂TALC，聚羧甲基脲，羟丙甲纤维素等；无机成分可为活性炭、沸石、粘土、氯化钙等。这些耐久性成分能提高填料的耐压力，保持填料适当的持水率。耐久性结合组分的含量为2～25％(重量)，其中有机成分和无机成分重量比例为4∶1～1∶6。本专利技术制备方法中所述的成型为挤压成型或加压成型，其形状为条形(包括柱形、长方形等)，球形，饼形等。可根据实际处理对象制备成满足不同需要的各形状和当量粒径的植物纤维的填料。本专利技术制备方法的关键在于其中的干燥方法在绝压为10～1500Pa条件下，干燥4～40小时，干燥温度控制在-40～60℃。具体过程可选择如下方案(1)真空冷冻干燥冷冻温度优选为-15℃～-40℃，最优选为-20～-30℃，冷冻2～8小时，优选4～5小时，降温后在绝压为10～150Pa下，升温到-10～0℃，保持抽真空2～30小时，优选4～5小时；(2)真空常温干燥在常温下，温度一般在60℃以下，最好在30～45℃，在绝压为500～1500Pa条件下，抽真空6～36小时；(3)冷冻—升温抽真空—常温抽真空先降温至-15℃～-40℃，优选为-20～-30℃，冷冻2～8小时，优选4～5小时，降温后在绝压为10～150Pa下升温到-10～0℃，抽真空2～12小时，优选4～5小时，然后在绝压为500～1500Pa下继续升温到60℃以下，最好到30～45℃，并同时抽真空4～24小时。下面通过实施例进一步说明本专利技术的方案和效果。实例1本例对不同干燥方式下制备的填料的各项参数进行一般性比较。其中自然干燥是指在室温下，将填料晾干。表1不同干燥方式下填料的比较 实例2填料中耐久性成分按表2的比例与植物性纤维混合，用挤压式造粒法造粒，真空法干燥。将所得各式填料的耐压力、持水性、堆积密度、接种效果的比较结果列于下表。其中耐压力是填料在相应含水率的情况下，均匀放于平面上然后施加一定的压力，直到有颗粒破碎为止，测出这时的压力数据即为耐压力；接种效果中，+号表示效果好坏，+号越多，效果越好。表2不同填料的性能比较 实例3用本专利技术所制成的成型填料填入脱臭塔，用脱硫菌进行正常驯化后，对硫化氢进行脱除实验。各参数如下所述填料体积1.011×10-3m3 处理气量0.6m3/h停留时间6秒空速593h-1在通入硫化氢气体5天后，浓度为50ppm硫化氢去除率达到100％。权利要求1.，将植物有机纤维与耐久性结合成分用水充分浸透后，搅拌均匀，模压成型，然后干燥制得，其特征在于干燥条件为绝压为10～1500Pa，干燥时间为4～40小时，干燥温度为-40～60℃。2.按照权利要求1所述的植物纤维生物填料的制备方法，其特征在于所述的植物有机纤维为泥炭或褐煤。3.按照权利要求1所述的植物纤维生物填料的制备方法，其特征在于所述的耐久性结合成分包括有机成分和无机成分，其中有机成分为合成树脂、乳胶、热交联性合成树脂、有机交联剂等，无机成分为活性炭、沸石、粘土或氯化钙，耐久性成分的重量含量为2％～25％，其中有机成分和无机成分重量比例为4∶1～1∶6。4.按照权利要求3所述的植物纤维生物填料的制备方法，其特征在于所述的有机成分为聚氯乙烯，交联剂TALC，聚羧甲基脲或羟丙甲纤维素。5.按照权利要求1所述的植物纤维生物填料的制备方法，其特征在于所述的干燥过程为冷冻降温至-15℃～-40℃，冷冻2～8小时，降温后在绝压为10～150Pa下，升温到-10～0℃，保持抽真空2～30小时。6.按照权利要求5所述的植物纤维生物填料的制备方法，其特征在于所述的冷冻降温温度为-20～-30℃，冷冻时间为4～5小时，升温后保持抽真空时间为4～5小时。7.按照权利要求1所述的植物纤维生物填料的制备方法，其特征在于所述的干燥过程为在常温至60℃下，在绝压为500～1500Pa条件下，抽真空6～36小时；8.按照权利要求7所述的植物纤维生物填料的制备方法，其特征在于所述的干燥温度为30～45℃。9.按照权利要求1所述的植物纤维生物填料的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物纤维生物填料的制备方法，将植物有机纤维与耐久性结合成分用水充分浸透后，搅拌均匀，模压成型，然后干燥制得，其特征在于干燥条件为：绝压为１０～１５００Ｐａ，干燥时间为４～４０小时，干燥温度为－４０～６０℃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭兵兵，刘丽，王玉亭，曾向东，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]