本发明专利技术属于环保技术领域，具体涉及一种可生物降解材料作碳源降解水中高氯酸盐的工艺及所用可降解复合材料。本发明专利技术的可降解复合材料由10-80份的PHB和10~70份的PCL交联反应制成。本发明专利技术的可降解复合材料，随着易降解PHB的分解，颗粒表面会相应产生微孔或丝状结构，这有利于微生物在载体表面继续附着、生长并发育成生物膜，并实现了碳源的缓慢释放，可以克服由于碳源不足导致的高氯酸盐还原菌代谢功能下降、污染物去除效果下降的问题；其降解速率适中，既能为高氯酸盐还原菌代谢提供充足的碳源又能保证较长的碳源更换周期，从而能效提高平均去除速率和处理量，缩短处理时间。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于环保
，具体涉及一种可生物降解材料作碳源降解水中高氯酸盐的工艺及所用可降解复合材料。本专利技术的可降解复合材料由10-80份的PHB和10~70份的PCL交联反应制成。本专利技术的可降解复合材料，随着易降解PHB的分解，颗粒表面会相应产生微孔或丝状结构，这有利于微生物在载体表面继续附着、生长并发育成生物膜，并实现了碳源的缓慢释放，可以克服由于碳源不足导致的高氯酸盐还原菌代谢功能下降、污染物去除效果下降的问题；其降解速率适中，既能为高氯酸盐还原菌代谢提供充足的碳源又能保证较长的碳源更换周期，从而能效提高平均去除速率和处理量，缩短处理时间。【专利说明】一种降解水中高氯酸盐的工艺及所用可降解复合材料
本专利技术属于环保
，具体涉及一种可生物降解材料作碳源降解水中高氯酸盐的工艺及所用可降解复合材料。
技术介绍
高氯酸盐(C104_) —直被广泛应用于火箭推进剂、烟火制造、军火工业、汽车气囊、高速公路安全闪光板等领域。高氯酸盐会与碘化物竞争性地结合于甲状腺，造成甲状腺激素分泌不足，最终影响人体的发育，尤其是大脑组织的发育。此外，高氯酸盐还可能对除甲状腺以外的靶器官也造成毒性效应，在人体组织中存在迁移和滞留，甚至可以通过脐带传递给下一代，属于典型的内分泌干扰物质。高氯酸盐具有高水溶性、高流动性和稳定性，可以在自然水环境中稳定存在几十年，一旦进入环境介质即会随着地下水和地表水迅速扩散，因此难于从水体中对其进行有效的去除。对于地下水高氯酸盐污染治理而言，从地下水环境(温度稳定、缺氧或少氧)、现存处理工艺、经济费用方面考虑，采用生物还原法工艺更加合理。对于高氯酸盐生物还原法而言，在缺氧的情况下，高氯酸盐还原菌以高氯酸根为电子受体进行呼吸作用，将C104_还原为无毒的Cr，在该方法中高氯酸盐还原菌和电子供体的选择是完成微生物还原高氯酸盐的关键。无机电子供体主要指氢气和还原性硫化物。氢气作为电子供体，其主要优点在于无毒无害，可选择性去除高氯酸盐，但是氢气易燃易爆，溶解度低，处理能力低，投资与运行费用昂贵；还原性硫化物作为电子供体，其主要问题是去除高氯酸根离子的同时生成了硫酸根，而饮用水质对硫酸根也有限制。大量研究表明，以醋酸盐、乙醇、乳酸盐等外加有机物作为电子供体(碳源)可以有效地实现高氯酸盐还原菌对高氯酸盐的降解。但是在使用小分子供电子基质时往往遇到问题，如果基质过量，则污染水体，若基质不足，则高氯酸盐降解反应不彻底。正是由于未能有效解决高氯酸盐污染地下水治理`的关键限制性因素一碳源问题，使得目前研究大多数停留在异位生物去除高氯酸盐工艺，即抽出一处理阶段。所存在的运行条件控制难度大、费用高、占地面积大等问题而极大限制了生物还原法去除高氯酸盐工艺的研究与推广应用。近来国外有研究者采用可生物降解聚合物(BDPs)作为固体碳源去除循环养殖水系统中的硝酸盐，并取得良好效果。该技术的优势在于BDPs不溶于水，仅在微生物代谢作用下才得到分解，为反硝化菌提供所需的碳源并可作为微生物的载体，具有较高的污染物去除能力。国内研究者采用PHB或PCL作为碳源和能源，成功进行饮用水反硝化的研究。研究证实，反硝化细菌可以像高氯酸盐还原酶一样利用异养硝酸盐还原酶降解高氯酸盐，绝大多数的高氯酸盐降解菌也能降解硝酸盐。因此，反硝化技术中的BDPs材料很有可能成为一种非常有潜力的生物降解高氯酸盐的电子供体，但相关研究尚未见报道。
技术实现思路
在将PHB或/和PCL作为碳源和能源去除水中高氯酸盐的过程中，PHB的生物降解速度过快，能在较短时间内提供过量碳源和能源、从而导致碳源无法充分利用；还需要频繁更换碳源、存在生产成本高等问题； 而PCL降解速度过慢，无法为处理过程提供充足的碳源和能源；从而导致去除速率过低、单位时间内的处理量少、处理过的水无法达标等问题；一次处理过程无法实现有效去除高氯酸盐的目的； 即使将两者同时使用，由于PHB和PCL独立存在、不会发生影响结构变化的相互作用，其各自的降解速率不会发生变化；存在前后去除速率不一致，后期去除速率过低、使处理过的水无法达标、一次处理过程无法实现有效去除高氯酸盐的目的问题。因此，本专利技术的其中一个目的在于:提供一种对水中高氯酸盐处理速率高、处理时间短且使用周期长的新的可降解复合材料。所述处理时间，是指从水注入反应器至收集到达标水所用时间。本专利技术的另一个目的是:提供一种采用上述可降解复合材料降解水中高氯酸盐的工艺。实现本专利技术目的的技术方案为: 一种可降解复合材料，由10-80份的PHB和10-70份的PCL交联反应，制成颗粒；其性能参数如下表:_【权利要求】1.一种可降解复合材料，其特征在于，由10-80份的PHB和10-70份的PCL交联反应，制成颗粒； 2.根据权利要求1所述可降解复合材料，其特征在于，PHB和PCL的质量比为5:3。3.—种权利要求1或2所述的可降解复合材料的具体制备方法，其特征在于， 将PHB和PCL用有机溶剂溶解后加入交联剂和相容剂；然后，在搅拌条件下加热至400C~70°C，并保持Ih ;然后，将反应体系的pH调至4-7，再加入除氧剂搅拌溶解，得混合物；最后将混合物通过挤出技术制得球形颗粒。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂是环氧氯丙烷或甲醛； 所述除氧剂为氯化钙和异抗坏血酸钠，或是氯化钙和碳酰肼； 所述相容剂为丙三醇或/和乙二醇； 所述溶剂为氯仿； 所述PH调节剂为盐酸或丙酸； 所述交联剂的用量为PHB和PCL总量的0.5-1.2% ； 所述除氧剂的用量为PHB和PCL总量的0.7-1.5% ； 所述相容剂的用量为PHB和PCL总量的8-20%。5.一种采用权利要求1或2所述可降解复合材料作碳源去除水中高氯酸盐的工艺，包括如下步骤: 将可降解复合材料置于柱反应器内，然后加入预先驯化过高氯酸盐降解菌，反应疒3周; 高氯酸盐浓度为M的地下配水，以V进水流量注入柱反应器，从柱状反应器的出口处收集达标处理水。6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于， 可降解复合材料的填充高度为柱反应器高度的2/3-3/4 ； 高氯酸盐降解菌的用量与可降解复合材料之间的关系为8-19%。 所述V与M之间的关系为0.04-0.05mL/h:lmg/L ； 所述V与柱反应器体积的关系为0.04-0.05mL/h:283_424cm3。【文档编号】C08L67/04GK103709694SQ201310714929【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日 【专利技术者】何芳, 黄海东, 王子豪, 王仲鹏, 周海红, 王秀菊, 王立国 申请人:济南大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可降解复合材料，其特征在于，由10‑80份的PHB和10~70份的PCL交联反应，制成颗粒；其性能参数如下表：粒径 3‑6 mm密度 1.15‑1.35 kg/m3拉伸强度 ≥15 MPa比表面积 1625‑1798 m2/m3所述份数为重量份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何芳，黄海东，王子豪，王仲鹏，周海红，王秀菊，王立国，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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