專利名稱：一種磁性微生物載體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，
微生物載體及其制備方法。
特別是涉及一種用于處理有機廢水的磁性
背景技術(shù)：
在廢水的生物處理技術(shù)中，生物流化床技術(shù)具有處理效率高、污泥產(chǎn)量少等優(yōu)點，尤其是生物流化床中所使用的載體材料還能密集微生物，縮短反應(yīng)時間，降低處理設(shè)施的工程投資，不僅如此，還使處理系統(tǒng)易于實現(xiàn)固液分離，保證出水的水質(zhì)指標(biāo)。因此，微生物載體材料在高效生物反應(yīng)器中起著不可或缺的作用。 對于在生化系統(tǒng)中采用了磁分離技術(shù)的磁生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其微生物載體需要賦予磁性，才能夠在后續(xù)工序中進(jìn)行有效的固液磁分離。 專利號為200610132378.2公開的一種用于水處理的微生物磁性載體，該載體是由浮石和鐵磁性物質(zhì)設(shè)置于表面開孔的塑料球殼內(nèi)組成，其球殼直徑在20mm 150mm之間。很顯然，這種大小的微生物磁性載體不適合用于生物流化床。另外，所用的釹鐵硼磁鐵也不能在曝氣的生化系統(tǒng)中長期使用。 專利號為03140386.7公開的一種水處理用生物親和親水活性磁種填料的制備方法，介紹了在高分子基材中混入生物親和物質(zhì)、親水性物質(zhì)、磁粉和活性碳，再加入分散潤滑劑，攪拌均勻后，投入注塑機，通過模具擠出成型，充磁后得到生物親和親水活性磁種填料。這種比重略小于l的填料，雖適合用作生物流化床中的載體。但是，這種填料存在如下問題1)比表面積小。因為該填料只有表面的物質(zhì)才可能被生物降解形成微孔，而內(nèi)部實為實心球體，因而與多孔載體相比，比表面積差別至少在一個數(shù)量級；2)大量生產(chǎn)制作成本高。該制作工藝雖然簡單，但是采用注塑方法進(jìn)行成型，效率極低，工業(yè)性生產(chǎn)成本極高；3)因采用的是大顆粒磁鋼，必須事先充磁，但事先充磁使填料(載體)之間易集聚，曝氣效率低，傳質(zhì)不好；4)稀土強磁微粒磁粉未經(jīng)防腐蝕、防氧化處理，短時間內(nèi)就會氧化、腐蝕、失效。5)填料使用壽命短。長時間使用，多數(shù)生物親和性物質(zhì)被降解后，不易降解的高分子基材結(jié)構(gòu)不一定穩(wěn)定可靠。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有磁性微生物載體材料的不足，本發(fā)明首先提供一種新的磁性微生物載體。 其次，本發(fā)明還提供一種制備上述磁性微生物載體的方法。 本發(fā)明提供的新的磁性微生物載體是由聚乙烯醇泡沫基材與磁粉粘接構(gòu)成，其粒徑為3 8mm，比重為1.05 1.10，其中磁粉的含量以聚乙烯醇泡沫基材的重量計為10 30%。 本發(fā)明提供的制備上述的磁性微生物載體的方法，該方法的制備步驟和條件如下
3
1)用硅酮膠稀釋劑按稀釋比2 3 : l將硅酮膠稀釋得膠液，然后將以聚乙烯醇泡沫基材的重量計為10 30%的磁粉與稀釋后的膠液混和均勻，獲得浸潤磁粉，其中所
加的稀釋后的膠液量與聚乙烯醇泡沫基材的重量比為2 4:1; 2)將粒徑為2 5mm的聚乙烯醇泡沫基材加入浸潤磁粉中并攪拌混合均勻后，于溫度《5(TC下進(jìn)行干燥即得。 上述方法中所用的磁粉為四氧化三鐵磁粉、錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體中的至少一種。 上述方法中聚乙烯醇泡沫基材和浸潤磁粉混合物的干燥溫度優(yōu)選30 50°C 。
上述方法中聚乙烯醇泡沫基材優(yōu)選市售經(jīng)縮合反應(yīng)發(fā)泡制得的。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點 1.由于本發(fā)明提供的磁性微生物載體的基材為聚乙烯醇泡沫，其不僅密度小，質(zhì)輕，且比表面積大，因而可為微生物提供足夠多的附著生長點，易于掛膜并且牢固。
2.由于本發(fā)明提供的磁性微生物載體經(jīng)過高速攪拌試驗和功率超聲的沖擊試驗，均未發(fā)現(xiàn)載體材料損壞，因而機械強度極高，可耐高速泵送的沖擊負(fù)荷和耐長期曝氣的沖擊負(fù)荷。 3.由于本發(fā)明提供的磁性微生物載體的基材為聚乙烯醇泡沫是經(jīng)縮合反應(yīng)發(fā)泡制得的，不易被生物降解，載體壽命長，可維持一年以上，適合作為磁性微生物載體材料的基質(zhì)，因而避免了未經(jīng)縮合反應(yīng)的聚乙烯醇在制作包埋類載體時，易被包埋的菌種或廢水中的細(xì)菌降解(通常在廢水中只能保持3個月左右)的缺陷。 4.由于本發(fā)明提供的磁性微生物載體的基材中采用的是不需要防腐蝕、防氧化處理的軟磁磁粉，因而避免了現(xiàn)有技術(shù)采用稀土強磁微粒磁粉所帶來的一系列問題。
5.由于本發(fā)明提供的磁性微生物載體制作工藝極為簡單，因而制作成本低廉，效率高，且容易實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式
下面給出實施例以對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但所給出的實施例不能理解為對本
發(fā)明保護范圍的限制，因而本專業(yè)的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容和設(shè)計思想所作出的非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。 實施例1 以縮合反應(yīng)后得到的聚乙烯醇泡沫1000g為基材，經(jīng)切碎、篩選得到粒徑為2 5mm的泡沫顆粒料備用；先取1000g硅酮膠，加2000g硅酮膠稀釋劑稀釋，然后將100g四氧化三鐵磁粉倒入其中浸潤并攪拌均勻；將聚乙烯醇泡沫顆粒料與浸潤后的磁粉攪拌混和均勻后，在溫度4(TC下，干燥至固化即得成品磁性微生物載體。
實施例2 以縮合反應(yīng)后得到的聚乙烯醇泡沫1000g為基材，經(jīng)切碎、篩選得到粒徑為2 5mm的泡沫顆粒料備用；先取1000g硅酮膠，加3000g硅酮膠稀釋劑稀釋，然后將300g錳鋅鐵氧體磁粉倒入其中浸潤并攪拌均勻；將聚乙烯醇泡沫顆粒料與浸潤后的磁粉攪拌混和均勻后，在溫度4(TC下，干燥至固化即得成品磁性微生物載體。
實施例3
以縮合反應(yīng)后得到的聚乙烯醇泡沫1000g為基材，經(jīng)切碎、篩選得到粒徑為2 5mm的泡沫顆粒料備用；先取lOOOg硅酮膠，加2000g硅酮膠稀釋劑稀釋，然后將200g鎳鋅鐵氧體磁粉倒入其中浸潤并攪拌均勻；將聚乙烯醇泡沫顆粒料與浸潤后的磁粉攪拌混和均勻后，在溫度5(TC下，干燥至固化即得成品磁性微生物載體。
實施例4 以縮合反應(yīng)后得到的聚乙烯醇泡沫1000g為基材，經(jīng)切碎、篩選得到粒徑為2 5mm的泡沫顆粒料備用；先取1000g硅酮膠，加2500g硅酮膠稀釋劑稀釋，然后將150g錳鋅鐵氧體磁粉倒入其中浸潤并攪拌均勻；將聚乙烯醇泡沫顆粒料與浸潤后的磁粉攪拌混和均勻后，在溫度35t:下，干燥至固化即得成品磁性微生物載體。
實施例5 以縮合反應(yīng)后得到的聚乙烯醇泡沫1000g為基材，經(jīng)切碎、篩選得到粒徑為2 5mm的泡沫顆粒料備用；先取800g硅酮膠，加1600g硅酮膠稀釋劑稀釋，然后將100g四氧化三鐵磁粉倒入其中浸潤并攪拌均勻；將聚乙烯醇泡沫顆粒料與浸潤后的磁粉攪拌混和均勻后，在溫度3(TC下，干燥至固化即得成品磁性微生物載體。
實施例6 以縮合反應(yīng)后得到的聚乙烯醇泡沫1000g為基材，經(jīng)切碎、篩選得到粒徑為2 5mm的泡沫顆粒料備用；先取900g硅酮膠，加2600g硅酮膠稀釋劑稀釋，然后將150g四氧化三鐵磁粉和100g鎳鋅鐵氧體磁粉倒入其中浸潤并攪拌均勻；將聚乙烯醇泡沫顆粒料與浸潤后的磁粉攪拌混和均勻后，在溫度45t:下，干燥至固化即得成品磁性微生物載體。
權(quán)利要求
一種磁性微生物載體，該載體是由聚乙烯醇泡沫基材與磁粉粘接構(gòu)成，其粒徑為3～8mm，比重為1.05～1.10，其中磁粉的含量以聚乙烯醇泡沫基材的重量計為10～30％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性微生物載體，該載體中的磁粉為四氧化三鐵磁粉、錳鋅 鐵氧體和鎳鋅鐵氧體中的至少一種。
3. —種制備權(quán)利要求1或2任一項所述的磁性微生物載體的方法，該方法的制備步驟 和條件如下1) 用硅酮膠稀釋劑按稀釋比2 3 : l將硅酮膠稀釋得膠液，然后將以聚乙烯醇泡沫 基材的重量計為10 30%的磁粉與稀釋后的膠液混和均勻，獲得浸潤磁粉，其中所加的 稀釋后的膠液量與聚乙烯醇泡沫基材的重量比為2 4:1;2) 將粒徑為2 5mm的聚乙烯醇泡沫基材加入浸潤磁粉中并攪拌混合均勻后，于溫 度《5(TC下進(jìn)行干燥至固化即得。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備磁性微生物載體的方法，該方法中所用的磁粉為四氧化 三鐵磁粉、錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備磁性微生物載體的方法，該方法中聚乙烯醇泡沫基 材和浸潤磁粉混合物的干燥溫度為30 50°C。
全文摘要
本發(fā)明公開的磁性微生物載體是由聚乙烯醇泡沫基材與磁粉粘接構(gòu)成，其粒徑為3～8mm，比重為1.05～1.10，其中磁粉的含量以聚乙烯醇泡沫基材的重量計為10～30％。本發(fā)明公開的制備方法是以聚乙烯醇泡沫顆粒料為基材，在顆粒料中加入經(jīng)硅酮膠和稀釋劑浸潤后的磁粉，經(jīng)攪拌混和均勻并干燥后制得。所得磁性微生物載體，具有比表面積大，易掛膜、壽命長等特點，可用于常規(guī)廢水生物處理工藝的強化過程，特別適合于生物流化床及后接磁分離工藝的廢水處理場合。本發(fā)明還公開了磁性微生物載體的制備方法。
文檔編號C08K3/22GK101691436SQ200910167879
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者周勉, 王吉白 申請人:四川德美環(huán)境技術(shù)有限責(zé)任公司