專利名稱：水處理用纖維素基可降解填料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域的水處理填料，具體涉及一種水處理用纖維素基可降解填料的制備方法。
背景技術(shù)：
使廢水接觸生長在固定支撐物表面上的生物膜，利用生物降解或轉(zhuǎn)化廢水中有機污染物是現(xiàn)在常用一種廢水處理方法，即生物膜法。生物填料作為微生物賴以生長繁殖的介質(zhì)，是生物膜水處理技術(shù)中的核心部分。目前使用的填料如顆?；钚蕴俊⒎惺?、石英砂、塑料、硅膠、陶瓷球等，廢棄后剩余的殘渣往往含有大量的有毒、有害物質(zhì)，或者是難以分解、 形成固體廢棄物，易形成二次污染，處理困難。利用可生物降解材料作為生物膜載體處理廢水是一項新技術(shù)，在專利CN 1765770A，公開了一種水處理用可控降解的纖維素基生物載體填料，它屬于水處理填料技術(shù)領(lǐng)域，載體的制備是將纖維素經(jīng)過堿化、磺化得到纖維素粘膠，再加入發(fā)泡劑，在稀酸溶液中再生得到纖維素基載體填料；載體的可控降解改性過程是將該載體與交聯(lián)劑乙二醇二縮水甘油醚交聯(lián)，達到降解速度可控改性的目的，用后不產(chǎn)生環(huán)境污染。但是在載體生產(chǎn)過程中，副產(chǎn)物H2S, CS2等有害氣體的放出使纖維生產(chǎn)工序復(fù)雜化，并污染了環(huán)境。盡管生產(chǎn)的纖維在干燥前有一道水洗的工序，但纖維中仍會殘留一部分含硫化合物。有害氣體的放出還會在生產(chǎn)中引起其他一些問題，如纖維中的氣泡使強度不均勻、氣體的聚集使凝膠狀的纖維尺寸發(fā)生不可預(yù)料的變化，從而使產(chǎn)品性能下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有水處理填料用后產(chǎn)生二次污染的問題，提供一種制備工藝簡單、環(huán)保，同時可制得性能好的可降解填料產(chǎn)品的水處理用纖維素基可降解填料的制備方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決
水處理用纖維素基可降解填料的制備方法，包括如下步驟
步驟a :將纖維素材料粉碎至500-1000目，每克纖維素粉料加入2-5ml含水量30-50% N-甲基嗎琳-N-氧化物，混合均勻；
步驟b :在N-甲基嗎琳-N-氧化物溶解均勻的纖維素材料中，按與纖維素質(zhì)量比 (5-20):10的比例加入交聯(lián)劑，攪拌均勻并靜置40-60min，再將以上混合物置于40_70°C水浴加熱器中加熱50-240min ；
步驟c :控制溫度為35-40°C，在交聯(lián)后的纖維材料中，再加入以纖維素質(zhì)量計的淀粉 2-5%、纖維素質(zhì)量計的微生物10-15%、占微生物質(zhì)量5-10%的營養(yǎng)物質(zhì)，發(fā)泡成型，將成型的纖維素填料在45-65°C下干燥；
步驟d :將干燥的纖維素填料，按每克干載體浸沒于15-30ml的聚乙烯亞胺和NaOH的混合溶液中，并加熱至40-60°C，攪拌I小時，取出用蒸餾水洗凈，在45-65°C干燥，得產(chǎn)品。
作為優(yōu)選，所述的步驟d中的聚乙烯亞胺的質(zhì)量分數(shù)為40-50% ；NaOH溶液的質(zhì)量分數(shù)為10%。作為優(yōu)選，所述的交聯(lián)劑為N-羥甲基酰胺胺類交聯(lián)劑。作為優(yōu)選，所述的交聯(lián)劑為N-羥甲基丙烯酰胺。作為優(yōu)選，所述的微生物為兼性菌或厭氧菌。作為優(yōu)選，所述的營養(yǎng)物質(zhì)為葡萄糖、磷鹽、銨鹽任一種。作為優(yōu)選，所述的纖維素材料為稻草或麥秸桿。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果
(1)本發(fā)明產(chǎn)品材料纖維素成本低廉、易得，生產(chǎn)工藝屬于清潔生產(chǎn)工藝，環(huán)境友好；
(2)N-甲基嗎琳-N-氧化物具有溶解條件溫和，對纖維素溶解度高；
(3)填料性能好，通過交聯(lián)改性技術(shù)來提高了載體強度,并且通過對填料的表面進行處理，使其帶正電荷，更有利于微生物在其表面粘附、生長；
(4)填料表面積大、孔隙率高，有利于保護微生物的生長，水處理時效果好，且不會造成二次污染。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述
實施例I
1、將稻草粉碎至800目，每克稻草粉料加入3ml含水量35%N-甲基嗎琳-N-氧化物 (ΝΜΜ0 · H20)，混合均勻；
2、在N-甲基嗎琳-N-氧化物溶解均勻的稻草纖維素材料中，按每克稻草粉料加入
0.5gN-羥甲基丙烯酰胺，攪拌均勻并靜置50min，再將以上混合物置于60°C水浴加熱器中加熱 120min ；
3、控制溫度在為35°C，在交聯(lián)后的稻草纖維素材料中，再加入以稻草纖維素質(zhì)量計的 2%淀粉、稻草纖維素質(zhì)量計的10%兼性菌、以及兼性菌質(zhì)量分數(shù)5%的葡萄糖，發(fā)泡成型，將成型的稻草纖維素填料在55°C下干燥。4、將干燥的稻草纖維素填料按每克干載體浸沒于15ml濃度為40%聚乙烯亞胺和 10%(質(zhì)量分數(shù))NaOH的混合溶液，50°C下攪拌I小時。取出用蒸餾水洗凈，在55°C干燥。得到的稻草纖維素填料比表面積為2380 m2/m3，孔隙率為87%，纖維素交聯(lián)度 8. 62%。實施例2
1、將稻草粉碎至800目，每克稻草粉料加入3ml含水量35%N-甲基嗎琳-N-氧化物 (ΝΜΜ0 · H20)，混合均勻；
2、在N-甲基嗎琳-N-氧化物溶解均勻的稻草粉料中，按每克稻草纖維素加入
1.5gN-羥甲基丙烯酰胺，攪拌均勻并靜置50min，再將以上混合物置于50°C水浴加熱器中加熱 120min ；
3、控制溫度在為35°C，在交聯(lián)后的稻草纖維素材料中，再加入以稻草纖維素質(zhì)量計的 3%淀粉作為粘接劑、稻草纖維素質(zhì)量計的12%厭氧菌，占厭氧菌質(zhì)量8%的磷鹽，發(fā)泡成型， 將成型的稻草填料在55°C下干燥。
4、將干燥的稻草纖維素填料按每克干載體浸沒于15ml濃度為45%聚乙烯亞胺的 10%(質(zhì)量分數(shù))NaOH溶液，50°C下攪拌I小時。取出用蒸餾水洗凈，在55°C干燥。得到的稻草纖維素填料比表面積為2754 m2/m3，孔隙率為91%，纖維素交聯(lián)度
10.96%ο實施例3
1、將麥秸桿粉碎至800目，每克麥秸桿粉料加入3ml含水量35%N-甲基嗎琳-N-氧化物(ΝΜΜ0 · H20)，混合均勻；
2、在N-甲基嗎琳-N-氧化物溶解均勻的麥秸桿中，按每克麥秸桿粉料加入2gN-羥甲基丙烯酰胺，攪拌均勻并靜置50min，再將以上混合物置于50°C水浴加熱器中加熱120min ；
3、控制溫度在為38°C，在交聯(lián)后的麥秸桿粉料中，再加入以麥秸桿纖維素質(zhì)量計的4% 淀粉、麥秸桿纖維素質(zhì)量計的15%厭氧菌，占厭氧菌質(zhì)量10%的銨鹽，發(fā)泡成型，將成型的麥秸桿纖維素填料在55 °C下干燥。4、將干燥的麥秸桿纖維素填料按每克干載體浸沒于15ml濃度為50%聚乙烯亞胺的10%(質(zhì)量分數(shù))NaOH溶液，60°C下攪拌I小時。取出用蒸餾水洗凈，在55°C干燥。得到的麥秸桿纖維素填料比表面積為2812 m2/m3，孔隙率為92%，纖維素交聯(lián)度
11.34%ο總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.水處理用纖維素基可降解填料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟步驟a :將纖維素材料粉碎至500-1000目，每克纖維素粉料加入2-5ml含水量30-50% 的N-甲基嗎琳-N-氧化物，混合均勻；步驟b :在N-甲基嗎琳-N-氧化物溶解均勻的纖維素材料中，按與纖維素質(zhì)量比 (5-20):10的比例加入交聯(lián)劑，攪拌均勻并靜置40-60min，再將以上混合物置于40_70°C水浴加熱器中加熱50-240min ；步驟c :控制溫度為35-40°C，在交聯(lián)后的纖維材料中，再加入以纖維素質(zhì)量計的淀粉 2-5%、纖維素質(zhì)量計的微生物10-15%、占微生物質(zhì)量5-10%的營養(yǎng)物質(zhì)，發(fā)泡成型，將成型的纖維素填料在45-65°C下干燥；步驟d :將干燥的纖維素填料，按每克干載體浸沒于15-30ml的聚乙烯亞胺和NaOH的混合溶液中，并加熱至40-60°C，攪拌I小時，取出用蒸餾水洗凈，在45-65°C干燥，得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水處理用纖維素基可降解填料的制備方法，其特征在于所述的步驟d中的聚乙烯亞胺的質(zhì)量分數(shù)為40-50% ;NaOH溶液的質(zhì)量分數(shù)為10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水處理用纖維素基可降解填料的制備方法，其特征在于所述的交聯(lián)劑為N-羥甲基酰胺胺類交聯(lián)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的水處理用纖維素基可降解填料的制備方法，其特征在于 所述的交聯(lián)劑為N-羥甲基丙烯酰胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水處理用纖維素基可降解填料的制備方法，其特征在于所述的微生物為兼性菌或厭氧菌。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水處理用纖維素基可降解填料的制備方法，其特征在于所述的營養(yǎng)物質(zhì)為葡萄糖、磷鹽、銨鹽任一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水處理用纖維素基可降解填料的制備方法，其特征在于所述的纖維素材料為稻草或麥秸桿。
全文摘要
本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域的水處理填料，具體涉及一種水處理用纖維素基可降解填料的制備方法，其主要是通過N-甲基嗎琳-N-氧化物工藝制備纖維，并通過交聯(lián)改性技術(shù)，進一步提高了填料的機械性能，同時對填料的表面進行處理，使其帶正電荷，更有利于微生物在其表面粘附、生長。本發(fā)明方法簡單、環(huán)保，N-甲基嗎琳-N-氧化物工藝制備的纖維機械強度好，制備的填料表面積大、孔隙率高，有利于保護微生物的生長，水處理時效果好，且不會造成二次污染，應(yīng)用價值高。
文檔編號C02F3/34GK102603081SQ20121008993
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者張琴, 鄭展望 申請人:浙江商達環(huán)保有限公司