[发明专利]一种微膨胀生物载体及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及污水处理技术领域，具体公开了一种微膨胀生物载体及其制备方法与应用。本发明的制备微膨胀生物载体的方法，包括：(1)将多元醇和异氰酸酯混合反应；(2)将步骤(1)获得的反应物与助剂：高吸水树脂、亲水硅油及水进行混合；(3)将步骤(2)获得的混合物与催化剂进行混合，发泡成型；其中，所述多元醇为聚醚多元醇YB‑3010和PTMEG的混合物。本发明的微膨胀生物载体亲水，入水后微膨胀，比表面积大，自然悬浮于水中，挂膜启动速度快，适用于污水处理厂的原位扩能和提标改造，可提高污水处理量及去除效率。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体地说，涉及一种微膨胀生物载体及其制备方法与应用。

背景技术

随着现代化生活的逐渐发展，人们对环保和可持续发展方面的要求不断提高，对废水进行回收处理再利用即是一种符合上述需求的技术手段。经过多年发展，目前成熟的污水处理的方法有许多，其中一种比较有效环保的方式为水处理生物反应。在该技术中，需要为微生物提供载体来使其发挥功效，载体的差异可极大地影响污水处理的效果。常用的使微生物附着生长在载体里的方法主要有表面吸附固定法、交联固定法、以及包埋固定法等。

交联固定法是利用两个或两个以上的功能团制剂，直接与微生物肽链某些氨基酸残基进行交联反应，从而与微生物形成共价键使微生物固定化的方法。但该方法化学反应激烈，对微生物活性影响较大，使用的交联剂大多有毒且价格昂贵，从而限制了此法的应用。包埋固定法是用高分子水凝胶材料形成将微生物固定化的网络、微囊等，或利用水溶单体聚合形成凝胶时将微生物包埋在其内。该方法对微生物活性影响较小，但因其载体网络结构的阻碍而不利于传质，且水凝胶耐冲击性不佳、寿命短。表面吸附固定法是指微生物吸附在载体表面的固定方法，其对微生物活性影响较小。

目前污水处理中具有采用聚氨酯类生物载体的方案，其多数投加在生物反应池中为微生物生长提供载体，以增加生物量。但目前普遍存在疏水性，同时投加后、大部分漂浮于水体表面、传质接触差、挂膜启动慢。因此，仍有必要对生物载体进行进一步研究。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明的目的是提供一种挂膜速度快、处理量大、去除效率高的生物载体。

为了实现该目的，本发明的技术方案如下：

一种制备微膨胀生物载体的方法，其包括：

(1)将多元醇与异氰酸酯进行反应，生成预聚体；

(2)将步骤(1)获得的所述预聚体与水、高吸水树脂和亲水硅油混合；

(3)将步骤(2)获得的混合物与催化剂混合，发泡成型；

其中，所述多元醇为聚醚多元醇YB-3010和PTMEG的混合物。

本发明研究发现，当在制备微膨胀生物载体时，将特定多元醇配合使用在本发明体系中，可使载体既获得理想的物理机械性，又使具有理想的挂膜速度和处理效率。

优选，所述聚醚多元醇YB-3010和PTMEG的质量比为(3.5～4.25)：1。

本发明方法中，所述高吸水树脂为丙烯酸类树脂，其吸无离子水量400～500g/g，吸水速率小于30S。

和/或，所述亲水硅油与所述高吸水树脂的质量比为(0.12～0.17)：1。

本发明研究发现，当以上述限定的质量比添加亲水硅油与高吸水树脂时，可进一步提升机械性能及处理效果。

在制备本发明的微膨胀生物载体时，还可在发泡前加入阳离子型聚丙烯酰胺(分子量为600-1000)，以使微膨胀生物载体带正电，从而更有利于吸附负电性的微生物。

本发明方法中，PTMEG的分子量为1950-2100。

本发明方法中，所述催化剂为辛酸亚锡和胺催化剂。