[发明专利]一种多孔材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种多孔材料及其制备方法和应用。该多孔材料包括：分散相A、中间部分B和连续相C，其中，分散相A、中间部分B和连续相C均为聚合物材料，分散相A以微小粒子的形式通过中间部分B的结合分布在连续相C中，所述分散相A与连续相C之间存在孔隙。本发明还提供该多孔材料的制备方法及其在污水处理中作为微生物的附着载体的应用。总之，本发明提供了一种能为微生物提供更大生存环境并富集微生物的、性能良好的适用于水污染处理的多孔材料，并且该材料在流动水体中可以稳定存在，不需进行特殊处理即可自行降解，随着时间的延长，孔隙中可容纳的细菌量逐渐增大，体系的处理效率也逐渐增大，为水污染处理领域开辟了新的道路。

技术领域

本发明涉及材料领域，更具体地涉及一种多孔材料及其制备方法和应用。

背景技术

水是地球生物生存不可或缺的条件之一，离开了水源也就不会有生命的存在。然而随着世界人口的增加以及工业化进程的加快，一方面，人类对水资源的需求以惊人的速度扩大；另一方面，日益严重的水污染蚕食着可供人类使用的水资源。所以，对于当前地球水源的合理利用和保护极为重要。

对水资源的保护首先要从处理污染水源开始。水污染的源头主要来自于生活用水、工业废水和农业废水，这些水中存在大量的污染物，如果不经过处理就直接排放到自然水体中，势必会造成水资源的严重污染恶化。含氮化合物就是这类污水中常见的污染物之一，近年来含氮污水对自然水体的污染越来越严重。氮主要来源于人类日常生活垃圾以及工农业废水，主要形式为有机氮、氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮，且各种形态的氮在不同的水体条件下还会相互转化，常常造成二次污染，给处理带来困难。水体中氮水平的过量会影响水生动物的存活，水生植物也会出现大量增殖的富营养化现象，而人类饮用更会危害身体健康。所以，对于自然水体中存在的氮污染的高效去除已经是一个亟需解决的问题。

当前阶段，行业上对于污水的处理主要有三大类方法：物理法、化学法和生物法。物理法即利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质。化学法则是利用化学反应原理及方法来分离、回收废水中的污染物，或者改变污染物的性质，使它从有害变为无害的处理方法。而生物法主要利用微生物的生命活动过程，对废水中的污染物质进行转移和转化的作用，从而使污水得到净化的方法。由于物理法和化学法在实施时往往需要借助于大型器械，或者需要投加其他药剂，存在成本高、过程繁琐、处理效率低等缺点，而生物处理方法由于具有简便易行、处理效果好等特点，成为污水处理中最常用的方法。

如上文所述，生物处理方法需要利用微生物等的生命活动，消耗或转化这些污染物质，从而将水体中的污染物除去。因此生物法处理的效果直接取决于所使用的微生物发挥的作用。除去水体中的氮污染，主要依赖于一些硝化细菌和反硝化细菌的共同作用，硝化细菌通过硝化作用把各种形式的氮转化为硝态氮，反硝化细菌再通过反硝化作用将硝态氮转化为氮气，从而去除水体中的氮污染。所以反硝化细菌发挥的作用直接决定该方法的除氮能力。

由于目前常用的反硝化细菌均为异养细菌，若希望反硝化细菌可以完成除氮过程，则往往需要提供一定的能量给反硝化细菌，当前技术主要通过向水体中投加碳源来实现对反硝化细菌的能量供给。相比于液体碳源，固体碳源由于具有不易随水流失，不易造成二次污染等优点，成为最常用的碳源类型。而且固体碳源还具有一定面积的表面，可以提供给反硝化细菌生活的场所，让反硝化细菌可以在其表面形成菌膜，从而不易受到水流等外界条件的影响，可以更好的进行除氮过程。所以选择合适的固体碳源，并改造固体碳源，使其具有更大的表面积可以供给细菌附着，成为生物处理方法的关键所在。