【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水處理，具體為一種用于處理焦化廢水的復合生物填料及其制備方法。
技術介紹
1、隨著焦化企業的迅速發展，焦化行業產生的含大量芳香族、酚類化合物和氮雜環化合物的廢水成為了工業重大污染源之一。焦化廢水有機物成分復雜、毒性大，同時可生化性差，屬于處理難度較大的一類工業廢水。
2、目前，水處理技術常見方法主要有物理化學法，如混凝沉淀、吸附和化學沉降法等；生物處理法，主要是利用微生物的氧化分解吸附等作用，如厭氧消化法、好氧降解法、活性污泥法生物流化床等等；以及膜分離法和高級氧化法等。采用生物處理法時，微生物的活性及數量往往受到環境因子的影響，導致菌群活性不高，水處理效果大打折扣。針對這一缺點，研究者們開始采用固定化技術將微生物極性固定以提高微生物的活性穩定性。傳統固定化載體可分為無機載體材料、有機高分子載體材料以及復合載體材料。對于焦化廢水而言，其廢水中含有的有機物、氨氮等濃度過高，對微生物固定化材料具有更高的要求，目前針對應用于焦化廢水的微生物固定化材料仍有待開發。
技術實現思路
1、針對現有技術中的不足之處，本專利技術通過采集焦化廢水生物池中的活性污泥，結合粉煤灰以及聚氨酯泡沫載體固定微生物菌群，形成可針對難處理的焦化廢水使用的微生物固定化材料。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種用于處理焦化廢水的復合生物填料，包括如下重量份的原料：20～30份活性污泥、10～20份粉煤灰、4～8份聚苯乙烯-聚乙烯嵌段物、15～20
4、其中，所述活性污泥采集自焦化好氧池及厭氧池菌種污泥，將采集到的污泥進行濃縮而得；
5、所述聚氨酯泡沫載體通過如下方法制得：
6、s1、將殼聚糖粉末加入到氯乙胺鹽酸鹽中，于恒溫水浴條件下加熱攪拌至殼聚糖溶解；隨后攪拌條件下緩慢滴加氫氧化鈉溶液，滴加完成后升溫至80℃持續攪拌過夜，降溫后透析，冷凍干燥得氨基改性殼聚糖，備用；
7、s2、在反應容器中加入聚醚多元醇、異佛爾酮二異氰酸酯、2,2-二羥甲基丙酸、1,4-丁二醇和辛酸亞錫，于80～100℃反應，降溫后加入去離子水高速剪切分散得固含量35wt％的聚氨酯預聚物，備用；
8、s3、將氨基改性殼聚糖攪拌溶解至去離子水中，然后與聚氨酯預聚物混合，向混合物中加入發泡劑、表面活性劑、催化劑，攪拌分散均勻；之后加入異氰酸酯，繼續攪拌后倒入發泡模具中，發泡成型，并常溫熟化48h；
9、s4、將制得的聚氨酯泡沫切割放入密閉高壓箱內，注入氫氣進行開孔，制得聚氨酯泡沫載體；
10、所述改性纖維素溶液的制備過程如下：
11、在反應瓶中加入羥乙基纖維素和水攪拌溶解后，加入環氧氯丙烷，調節ph至堿性，升溫至70℃反應5h，冷卻至室溫，加入氨基化石墨烯，超聲30～60min，離心分離，乙醇和水洗三次，之后重新超聲分散在去離子水中，加入十二烷基醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯，在超聲波輻照下接枝反應，即得。
12、進一步地，所述微生物菌群為質量比為2～4:1～3:3～5:0～2的硝化細菌、芽孢桿菌、反硝化菌、酵母菌。
13、進一步地，所述步驟s2中，聚醚多元醇、異佛爾酮二異氰酸酯、2,2-二羥甲基丙酸、1,4-丁二醇的質量比為1～2：1～2：0.5～1:0.3～0.5。
14、進一步地，所述步驟s3中，氨基改性殼聚糖、聚氨酯預聚物、發泡劑、表面活性劑、催化劑的重量份數為20～30份、70～100份、2～5份、1～4份、1～5份。
15、進一步地，所述步驟s3中，發泡劑為正己烷、正戊烷、異戊烷、石油醚中的一種；所述表面活性劑為硅油或硬脂酸；所述催化劑為n,n-二甲基環己胺或三亞乙基二胺。
16、進一步地，所述改性纖維素溶液的制備過程中，羥乙基纖維素、環氧氯丙烷、氨基化石墨烯的質量比為2～3:1:1。
17、進一步地，所述超聲波輻照條件為：超聲波頻率為20khz～1mhz，輻照強度為20～50w/cm2，輻照時間為1～3h。
18、本專利技術進一步提供一種制備如上所述的用于處理焦化廢水的復合生物填料的方法，包括如下步驟：
19、1)將計量的微生物菌群各菌種分別培養后混合得到微生物菌群懸浮液懸浮液；
20、2)將計量的粉煤灰與聚苯乙烯-聚乙烯嵌段物混合后，于600～800℃煅燒1～2h，冷卻后與活性污泥混合備用；
21、3)將步驟2)得到的產物浸漬于步驟1)的微生物菌群懸浮液中2～10h；
22、4)將聚氨酯泡沫載體浸漬于改性纖維素溶液中12～48h，取出后干燥，隨后置于步驟3)的懸浮液中，并放置于25℃恒溫搖床上振蕩24～48h，取出后干燥即得。
23、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
24、1、采集焦化廢水處理池的活性污泥作為微生物固定化載體材料之一可針對性的處理焦化廢水，將其與煅燒后的粉煤灰混合形成的填料于微生物懸浮液中浸漬，可提高對微生物的吸附能力；
25、2、由聚醚多元醇、異佛爾酮二異氰酸酯、2,2-二羥甲基丙酸、1,4-丁二醇制備聚氨酯預聚物，在其側鏈引入羧基，制備聚氨酯泡沫載體時又引入了殼聚糖，豐富的官能團與微生物之間可通過化學鍵合的方式固定連接；
26、3、聚氨酯泡沫通過開孔形成了孔徑相較一般泡沫體大的蜂窩狀結構，在改性纖維素溶液的浸泡下可以很好的對吸附有微生物的填料進行包埋，并在化學鍵合的協同作用下能夠提高微生物與載體填料之間的機械穩定性，同時聚氨酯泡沫載體對微生物的分散性也好，避免結構致密，影響傳質性能；
27、4、微生物菌群由好氧菌和厭氧菌組成，可以實現在生物池中同時進行好氧、厭氧工藝，固定在載體上形成復合生物填料對氨氮、有機物等具有良好的去除效果，使用壽命長。
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1.一種用于處理焦化廢水的復合生物填料，其特征在于，包括如下重量份的原料：20～30份活性污泥、10～20份粉煤灰、4～8份聚苯乙烯-聚乙烯嵌段物、15～20份微生物菌群、40～60份聚氨酯泡沫載體、80～100份改性纖維素溶液；
2.根據權利要求1所述的用于處理焦化廢水的復合生物填料，其特征在于，所述微生物菌群為質量比為2～4:1～3:3～5:0～2的硝化細菌、芽孢桿菌、反硝化菌、酵母菌。
3.根據權利要求1所述的用于處理焦化廢水的復合生物填料，其特征在于，所述步驟S2中，聚醚多元醇、異佛爾酮二異氰酸酯、2,2-二羥甲基丙酸、1,4-丁二醇的質量比為1～2:1～2:0.5～1:0.3～0.5。
4.根據權利要求1所述的用于處理焦化廢水的復合生物填料，其特征在于，所述步驟S3中，氨基改性殼聚糖、聚氨酯預聚物、發泡劑、表面活性劑、催化劑的重量份數為20～30份、70～100份、2～5份、1～4份、1～5份。
5.根據權利要求1所述的用于處理焦化廢水的復合生物填料，其特征在于，所述步驟S3中，發泡劑為正己烷、正戊烷、異戊烷、石油醚中的一
6.根據權利要求1所述的用于處理焦化廢水的復合生物填料，其特征在于，所述改性纖維素溶液的制備過程中，羥乙基纖維素、環氧氯丙烷、氨基化石墨烯的質量比為2～3:1:1。
7.根據權利要求1所述的用于處理焦化廢水的復合生物填料，其特征在于，所述超聲波輻照條件為：超聲波頻率為20kHZ～1MHz，輻照強度為20～50W/cm2，輻照時間為1～3h。
8.一種制備如權利要求1-7中任一項所述的用于處理焦化廢水的復合生物填料的方法，其特征在于，包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種用于處理焦化廢水的復合生物填料，其特征在于，包括如下重量份的原料：20～30份活性污泥、10～20份粉煤灰、4～8份聚苯乙烯-聚乙烯嵌段物、15～20份微生物菌群、40～60份聚氨酯泡沫載體、80～100份改性纖維素溶液；
2.根據權利要求1所述的用于處理焦化廢水的復合生物填料，其特征在于，所述微生物菌群為質量比為2～4:1～3:3～5:0～2的硝化細菌、芽孢桿菌、反硝化菌、酵母菌。
3.根據權利要求1所述的用于處理焦化廢水的復合生物填料，其特征在于，所述步驟s2中，聚醚多元醇、異佛爾酮二異氰酸酯、2,2-二羥甲基丙酸、1,4-丁二醇的質量比為1～2:1～2:0.5～1:0.3～0.5。
4.根據權利要求1所述的用于處理焦化廢水的復合生物填料，其特征在于，所述步驟s3中，氨基改性殼聚糖、聚氨酯預聚物、發泡劑、表面活性劑、催化劑的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：常定明，譚長飛，
申請(專利權)人：江蘇建霖環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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