專利名稱：竹炭-聚乙烯醇縮甲醛生物載體及其制備工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)境工程材料領域，具體涉及一種水處理用竹炭-聚乙烯醇縮 曱醛生物載體及其制備工藝。
背景技術：
生物膜技術是解決我國水環(huán)境問題的關鍵技術。固定化細菌技術(IBT) 在生物膜技術中起著重要作用。生物膜處理水技術具有維護管理簡單、方便， 占地面積少，不產(chǎn)生二次污染的特點。隨著我國經(jīng)濟建設步伐的加快，高效 環(huán)境保護技術需求度越來越高，更急需投資和運行費用低、無二次污染、管 理方便、處理出水達標的穩(wěn)定可靠技術。在固定化細菌技術中細菌以生物載 體為寄主，通過細菌的生化反應將廢水中有毒或污染的化學物質降解為對環(huán) 境無害的物質。這個過程一^:通過將污水流過一個裝載有生物載體的裝置來 完成。
常規(guī)用于商業(yè)的生物載體主要有沙、活性炭、多孔無機顆粒如氧化硅、 氧化鋁及燒結玻璃等，但活性炭和無機載體價格昂貴而且磨損率高(5 — 20%/ 年)；此外這兩種載體存在密度大，且易碎，難以清洗、更換等不足。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有生物載體活性炭和無機載體價格昂貴，磨損率高， 密度大，易碎，難清洗和更換等技術問題，提供了一種水處理用竹炭-聚乙烯 醇縮曱醛生物載體及其制備工藝，該載體采用聚乙烯醇縮曱醛為主要原料， 生產(chǎn)過程中用乙醇控制反應進程，添加竹炭以增大表面積，用碳酸4丐和擰檬竹炭-聚乙烯醇縮曱醛生物載體主要原料配比如下
水80份，聚乙烯醇10份，濃度為36%的曱醛5份，竹炭10-30份，碳酸 鈣3-12份，檸檬酸2-8份，鹽酸O. 5份，濃度為95%乙醇和氫氧化鈉適量。
其制備工藝步驟
(1)量取80份的水，取適量氬氧化鈉，從量取的水中取出適量的水，將 氫氧化鈉溶解待用；
(2 )將其余水加熱至7(TC ，將10份聚乙烯醇加入攪拌，溫度控制在90-95 。C至聚乙烯醇全部溶解；
(3 )加入0. 5份鹽酸，取濃度為36°/。的5份曱醛溶液在30分鐘內緩慢加入 (2)中，保持溫度在75-95。C，攪拌；
(4) 當溶液(3)中出現(xiàn)絮狀沉淀時滴加適量乙醇至沉淀消失，繼續(xù)攪拌 加熱，當絮狀沉淀再次出現(xiàn)時再次滴加適量乙醇至沉淀消失；
(5) 反應40-60分鐘后，降溫至5(TC,加入氫氧化鈉，調節(jié)pH值為8-9; (6 )將10-30份的竹炭加入(5 )中，攪拌均勻；
(7 )將3-12份的碳酸鉀加入到(6 )中攪拌均勻；
(8 )將2-8份的檸檬酸加入到(7 )中攪拌均勻，倒入模具中靜置發(fā)泡；
(9)待發(fā)泡完全后清洗、切割即為產(chǎn)品。 本發(fā)明的特點及有益效果與現(xiàn)有的生物載體相比聚乙烯醇縮甲醛具有 更好的韌性及強度，同時具有較好的親和性，更利于掛膜；竹炭具有更高的 比表面，吸附性更強；采用弱酸堿度的碳酸鈣和檸檬酸發(fā)泡，與傳統(tǒng)的碳酸 鈉及硫酸、鹽酸相比發(fā)泡過程更加緩慢，氣孔更加均勻、細密，與其他發(fā)泡 方式相比較工藝簡單；乙醇的加入可以有效控制反應進程，使曱醛更加充分的參與反應；竹碳有凈化空氣、7jc質的功能(我國竹炭資源豐富，竹子屬可 再生資源)，改性竹碳比表面高達700平方米/克是一4殳活性炭的6倍；由于 高空隙率、高親和性的特點能夠保證細菌大量快速定殖；大空徑與多孔結構 能夠提高微生物在載體內的繁殖水平；具有較高的強度，能承受流動過程中 摩擦生物能的操作，便于清洗且使用時間長；密度接近于水，可在水中懸浮， 便于使用。因此，完全能夠滿足水處理用懸浮填料的應用要求。將其推廣應 用具有巨大的科學和社會意義，將產(chǎn)生良好的環(huán)境、社會和經(jīng)濟效益。
具體實施例方式
水處理用竹炭-聚乙烯醇縮曱醛生物載體及其制備工藝，該載體采用聚乙 烯醇縮曱醛為主要原料，生產(chǎn)過程中用乙醇控制反應進程，添加竹炭以增大 表面積，用碳酸4丐和檸檬酸進行發(fā)泡。竹炭-聚乙烯醇縮曱醛生物載體主要原 料配比水80份，聚乙烯醇10份，濃度為36%的曱醛5份，竹炭10-30份， 碳酸4丐3-12份，檸檬酸2-8份，鹽酸0. 5份，濃度為95%乙醇和氫氧化鈉適 量。其制備工藝步驟
(1) 量取80份的水，稱取氫氧化鈉，從量取的水中取出適量的水，將氫氧 化鈉溶解待用；
(2) 將其余水加熱至7(TC，將聚乙烯醇加入攪拌，溫度控制在90-95。C至聚 乙烯醇全部溶解；
(3) 加入鹽酸，取濃度為36%的曱醛溶液在30分鐘內緩慢加入(2)中，保 持溫度在75-95°C，攪拌；
(4) 當溶液(3)中出現(xiàn)絮狀沉淀時滴加適量乙醇至沉淀消失，繼續(xù)攪拌加 熱，當絮狀沉淀再次出現(xiàn)時再次滴加適量乙醇至沉淀消失；
(5) 反應40-60分鐘后，降溫至50。C，加入氫氧化鈉，調節(jié)pH值為8-9;(6 )將10-30份的竹炭加入(5 )中，攪拌均勻； (7 )將3-l2份的碳酸釣加入到(6 )中攪拌均勻；
(8 )將2-8份的檸檬酸加入到(7 )中攪拌均勻，倒入模具中靜置發(fā)泡； (9)待發(fā)泡完全后清洗、切割即為產(chǎn)品。 實施例1:
(1)量取80份的水，稱取O. 2份氬氧化鈉，從量取的水中取出適量的水， 將氫氧化鈉溶解待用。
(2 )將其余水加熱至7(TC ,將10份聚乙烯醇加入攪拌，溫度控制在90-95 。C至聚乙烯醇全部溶解。
(3 )加入0. 5份鹽酸，取36%的曱醛溶液5份在30分鐘內緩慢加入(2 ) 中，保持溫度在75-95。C,攪拌。
(4) 當溶液(3)中出現(xiàn)絮狀沉淀時滴加適量乙醇至沉淀消失，繼續(xù)攪拌 加熱，當絮狀沉淀再次出現(xiàn)時再次滴加適量乙醇至沉淀消失。
(5) 反應40-60分鐘后，降溫至50。C，加入氫氧化鈉，調節(jié)pH值為8-9。
(6) 將20份竹炭加入(5)中，攪拌均勻。
(7 )將3份碳酸4丐加入到(6 )中攪拌均勻。
(8 )將2份檸檬酸加入到(7 )中攪拌均勻，倒入模具中靜置發(fā)泡。 (9)待發(fā)泡完全后清洗、切割即為產(chǎn)品。 實施例2:
(1) - (5)步同實施例1。
(6)將30份竹炭加入(5)中，攪拌均勻。
(7 )將6份碳酸釣加入到(6 )中攪拌均勻。(8) 將4份檸檬酸加入到(7)中攪拌均勻，倒入模具中靜置發(fā)泡。
(9) 待發(fā)泡完全后清洗、切割即為產(chǎn)品。 實施例3:
(1) - (5)步同實施例1。
(6)將25份竹炭加入(5)中，攪拌均勻。
(7 )將9份碳酸鉤加入到(6 )中攪拌均勻。
(8) 將6份檸檬酸加入到(7)中攪拌均勻，倒入模具中靜置發(fā)泡。
(9) 待發(fā)泡完全后清洗、切割即為產(chǎn)品。 實施例4:
(1) - (5)步同實施例1。
(6)將10份竹炭加入(5)中，攪拌均勻。
(7 )將12份碳酸4丐加入到(6 )中攪拌均勻。
(8 )將8份檸檬酸加入到(7 )中攪拌均勻，倒入^t具中靜置發(fā)泡。 (9)待發(fā)泡完全后清洗、切割即為產(chǎn)品。
權利要求
1、竹炭-聚乙烯醇縮甲醛生物載體，該載體主要原料配比為水80份，聚乙烯醇10份，濃度為36％的甲醛5份，竹炭10-30份，碳酸鈣3-12份，檸檬酸2-8份，鹽酸0.5份，濃度為95％乙醇和氫氧化鈉適量。
2、 如權利要求1所述的竹炭-聚乙烯醇縮甲醛生物載體的制備工藝，是 通過下述步驟實現(xiàn)的(1)量取80份的水，取適量氫氧化鈉，從量取的水中取出適量的水，將 氫氧化鈉溶解待用；(2 )將其余水加熱至7(TC ，將10份聚乙烯醇加入攪拌，溫度控制在90-95 。C至聚乙烯醇全部溶解；(3 )加入0. 5份鹽酸，取濃度為36%的5份甲醛溶液在30分鐘內緩慢加入 (2)中，保持溫度在75-95。C,攪拌；(4)當溶液(3)中出現(xiàn)絮狀沉淀時滴加適量乙醇至沉淀消失，繼續(xù)攪拌 加熱，當絮狀沉淀再次出現(xiàn)時再次滴加適量乙醇至沉淀消失；(5 )反應40-60分鐘后，降溫至5(TC,加入氫氧化鈉，調節(jié)pH值為8-9;(6)將10-30份的竹炭加入(5)中，攪拌均勻；(7 )將3-12份的碳酸4丐加入到(6 )中攪拌均勻；(8 )將2-8份的檸檬酸加入到(7 )中攪拌均勻，倒入模具中靜置發(fā)泡； (9)待發(fā)泡完全后清洗、切割即為產(chǎn)品。
全文摘要
水處理用竹炭-聚乙烯醇縮甲醛生物載體及其制備工藝，為了解決現(xiàn)有生物載體活性炭和無機載體價格昂貴，磨損率高，密度大，易碎，難清洗和更換等技術問題而設計的，本發(fā)明以聚乙烯醇縮甲醛為有機高分子載體，加入竹炭等填料經(jīng)碳酸鈣與檸檬酸發(fā)泡處理后制成。所制備出的產(chǎn)品具有連通孔、多孔、微孔的特征，比表面大，具有生物親和性，利于菌體覆膜，掛菌量大。完全能夠滿足水處理用懸浮填料的應用要求。將其推廣應用具有巨大的科學和社會意義，將產(chǎn)生良好的環(huán)境、社會和經(jīng)濟效益。
文檔編號C02F3/10GK101428901SQ200810229478
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月9日 優(yōu)先權日2008年12月9日
發(fā)明者陽 張, 娜 李, 李國德, 武士威, 王傳銀 申請人:沈陽師范大學