一種具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀聚氨酯微生物載體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微生物載體制備方法技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀聚氨酯微生物載體的制備方法，用于生物法處理城市生活污水。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展和城市化進程的不斷加快，城市生活污水處理成為實現(xiàn)我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展、構(gòu)建生態(tài)和諧家園首要解決的問題。以活性污泥為代表的生物處理污水技術(shù)已廣泛應(yīng)用于城市和工業(yè)污水的處理中。然而，傳統(tǒng)的活性污泥技術(shù)在降低污水廠出水總氮能力方面還有待進一步提高，同時產(chǎn)生的大量剩余污泥也成為了二次污染源。移動床生物膜反應(yīng)器(MBBR)工藝，運用了生物膜法污水處理的基本原理，又充分利用了活性污泥法的優(yōu)點，在降低污水廠出水總氮和剩余污泥減量方面效果良好。
[0003]通過引入微生物載體，可以為污水處理微生物提供大量的附著位點，在載體表面提供好氧環(huán)境提高硝化細(xì)菌的硝化反應(yīng)速率，在載體內(nèi)部提供厭氧環(huán)境以提高反硝化細(xì)菌的反硝化反應(yīng)速率，最終提高處理總氮的能力；同時，微生物載體還能夠促進剩余污泥的原位分解，實現(xiàn)剩余污泥減量化。
[0004]目前，高分子材料是應(yīng)用最廣泛的生物載體填料，主要包括聚烯烴類和聚氨酯類。在實際應(yīng)用當(dāng)中，簡單的聚合物生物載體填料親水性和生物附著性較差，導(dǎo)致微生物掛膜速度較慢，降低了污水處理效率，且耐水解和微生物降解性差，使用壽命短，使用成本相對較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，尋求設(shè)計一種具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀聚氨酯微生物載體的制備方法，提高載體的耐水解和耐生物降解性，增加聚氨酯生物載體吸附的生物量，提高污水生物處理能力。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀聚氨酯微生物載體的制備方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1:將乙烯基聚醚多元醇5?15份、聚醚多元醇50?120份、聚酯多元醇0?30份、H205?8份、硅油1?3份、錫類催化劑0.05?0.2份、胺類催化劑0.1?0.8份、烯烴單體5?50份加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，并保溫至35?45°C，作為組分1 ;上述份數(shù)為質(zhì)量份；
[0008]步驟2:將異氰酸酯120?140份、自由基聚合引發(fā)劑0.01?0.15份，加入反應(yīng)釜，攪拌均勻，作為組分2 ;上述份數(shù)為質(zhì)量份；
[0009]優(yōu)選的是，所述乙烯基聚醚多元醇為乙烯基聚氧化丙烯多元醇或乙烯基聚環(huán)氧乙烷多元醇；
[0010]優(yōu)選的是，所述聚醚多元醇為乙二醇聚醚多元醇、乙二醇四氫呋喃聚醚多元醇或氧化丙烯聚醚多元醇；
[0011]優(yōu)選的是，所述聚酯多元醇為己二酸聚酯多元醇或芳香族聚酯多元醇；
[0012]優(yōu)選的是，所述錫類催化劑為辛酸亞錫或二丁基二月桂酸錫，胺類催化劑為三乙烯二胺、三乙醇胺、三乙胺或N-乙基嗎啉中的一種，錫類和胺類催化劑用于催化異氰酸酯與聚醚多元醇、聚酯多元醇反應(yīng)，調(diào)節(jié)聚氨酯發(fā)泡反應(yīng)活性。
[0013]優(yōu)選的是，所述自由基聚合引發(fā)劑為過氧化苯甲酰(ΒΡ0)、偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈中的一種，用于引發(fā)烯烴單體及乙烯基聚醚多元醇的自由基聚合反應(yīng)。
[0014]優(yōu)選的是，所述烯烴單體為苯乙烯或二乙烯苯，烯類單體在自由基聚合引發(fā)劑作用下自聚并與乙烯基聚醚多元醇反應(yīng)，在聚氨酯內(nèi)部生成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0015]優(yōu)選的是，所述異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯MDI。
[0016]乙烯基聚醚多元醇含有碳碳雙鍵和羥基兩種官能團，可以分別與含雙鍵的烯烴單體及異氰酸酯反應(yīng)，在聚氨酯體系中引入互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。聚醚多元醇提供大量羥基，與異氰酸酯反應(yīng)生成聚氨酯。
[0017]步驟3:將組分1和組分2混合，攪拌均勻后倒入模具中發(fā)泡12?24h，室溫下進行發(fā)泡，得到聚氨酯軟泡；
[0018]步驟4:將步驟3制備的聚氨酯軟泡通過堿液浸泡或爆炸法進行網(wǎng)化處理，切割得到具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀聚氨酯微生物載體。
[0019]優(yōu)選的是，所述堿液浸泡法是將聚氨酯軟泡浸沒于堿液中，浸泡處理12?24h，堿液組成為:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的NaOH水溶液、異丙醇、丙二醇按體積比4:1?3:1配成混合溶液；然后用蒸餾水洗滌2?3次。
[0020]優(yōu)選的是，所述爆炸法是將制備的聚氨酯軟泡放入處理反應(yīng)器中，先抽真空，后沖入一定壓力的爆炸性氣體，擴散一段時間后點火引爆，得到網(wǎng)化處理的聚氨酯軟泡。
[0021]具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀聚氨酯微生物載體用于城市生活污水的生化處理。
[0022]本發(fā)明的有益效果為:
[0023](1)通過互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在網(wǎng)狀聚氨酯載體內(nèi)部引入烯烴聚合物，能夠增強載體的耐水解和耐生物降解性，提高使用壽命；能夠增強聚氨酯組分和烯烴聚合物組分的相容性，并保留各組分的特性；能夠降低載體填料的生產(chǎn)原料成本；載體軟硬度可調(diào)。
[0024](2)采用MDI作為合成載體填料的異氰酸酯，安全性高，生物親和性好。
[0025](3)本方法制備的生物載體具有多孔性和親水性，為污水處理微生物提供大量附著位點和良好的好氧、厭氧生活環(huán)境，微生物掛膜速度快，生物量大，在填料表面為硝化細(xì)菌提供好氧環(huán)境以提高硝化反應(yīng)速率，在填料內(nèi)部為反硝化細(xì)菌提供厭氧環(huán)境以提高反硝化反應(yīng)速率，能顯著提高生物處理效果和穩(wěn)定性，降低總氮，實現(xiàn)剩余污泥減量化。
【具體實施方式】
[0026]下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步描述:
[0027]實施例1
[0028]本實施例的具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀聚氨酯微生物載體的制備方法，包括以下步驟:
[0029]步驟1:將乙烯基聚氧化丙烯多元醇10份、乙二醇聚醚多元醇80份、H20 5份、硅油1份、錫類催化劑辛酸亞錫0.1份、胺類催化劑三乙烯二胺0.3份、烯烴單體苯乙烯20份加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，并保溫至40°C，作為組分1 ;上述份數(shù)為質(zhì)量份；
[0030]步驟2:將二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI) 125份、自由基聚合引發(fā)劑過氧化苯甲酰(ΒΡ0)0.08份，加入反應(yīng)釜，攪拌均勻，作為組分2 ;上述份數(shù)為質(zhì)量份；
[0031]步驟3:將組分1和組分2混合，攪拌均勻后倒入模具中發(fā)泡12?24h，室溫下進行發(fā)泡，得到聚氨酯軟泡；
[0032]步驟4:將步驟3制備的聚氨酯軟泡通過堿液浸泡法進行網(wǎng)化處理，將聚氨酯軟泡浸沒于堿液中，浸泡處理12h，堿液組成為:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40 %的NaOH水溶液、異丙醇、丙二醇按體積比4:1:1配成混合溶液；然后用蒸餾水洗滌2次；切割得到具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀聚氨酯微生物載體。
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