一種基于改性貝殼制備復(fù)合生物填料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于改性貝殼制備復(fù)合生物填料的方法，屬于生物填料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口數(shù)量的快速增長(zhǎng)和工業(yè)化的推進(jìn)，水體的污染程度日益嚴(yán)重，并且出現(xiàn)了有機(jī)難分解物質(zhì)與傳統(tǒng)氨氮、COD復(fù)合型污染的新型污染類(lèi)型，傳統(tǒng)污水處理方法對(duì)此類(lèi)污水的處理效果普遍不佳。利用微生物對(duì)污染水體進(jìn)行處理是當(dāng)今水處理領(lǐng)域的一個(gè)研究的熱點(diǎn)方向，也是一種綠色高效，無(wú)二次污染的處理手段。其中生物膜法是在填料表面掛膜通過(guò)生物膜上的微生物群對(duì)污水中的污染物進(jìn)行降解。
[0003]目前所使用的生物填料都不同程度的存在著缺陷。現(xiàn)在的固定化微生物材料普遍存在穩(wěn)定性差、微生物掛膜性能差、力學(xué)性能性差的特點(diǎn)。由于污水流動(dòng)性和水質(zhì)的波動(dòng)，投加的微生物很容易流失，或者被原生動(dòng)物捕食，難以保持穩(wěn)定持續(xù)的去除效果。固定式填料比表面積小、生物膜量少，且表面光滑，生物膜易脫落。微生物法對(duì)難分解有機(jī)物的去除效果不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)目前固定式填料比表面積小、生物膜量少，且表面光滑，生物膜易脫落，且難以保持穩(wěn)定持續(xù)的去除效果的問(wèn)題，本發(fā)明首先利用廢棄貝殼，與淀粉及乙二醇胺，在微波作用下，改性貝殼表面，再將其進(jìn)行球磨活化，同時(shí)在超聲下振蕩改性?xún)?nèi)部結(jié)構(gòu)，再將其負(fù)載于絲瓜絡(luò)中增加微生物掛膜性，防止脫落，最后將其與助劑進(jìn)行混合，制備出一種比表面積大，生物膜不易脫落，且可保持穩(wěn)定持續(xù)去除效果的復(fù)合生物調(diào)料。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)取海鮮加工廠中廢棄貝殼，去除殘留在貝殼上的肉質(zhì)及附著物，再使用水將其沖洗干凈，隨后將其放入300?400°C的馬弗爐中30?40min，結(jié)束后將貝殼取出，放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)篩得40目貝殼粉末，然后將貝殼粉末、淀粉及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15?18%的二乙醇胺水溶液，按質(zhì)量比3:2:1，在容器中進(jìn)行混合；
(2)待上述混合結(jié)束后，將容器移至45°C的微波反應(yīng)器中微波協(xié)助反應(yīng)，過(guò)夜后進(jìn)行減壓過(guò)濾，使用無(wú)水乙醇沖洗濾餅3?5次，再將其與貝殼質(zhì)量10?12%的褐煤放入球磨機(jī)中，研磨介質(zhì)為5個(gè)氧化錯(cuò)小球，以轉(zhuǎn)速60r/min研磨12?15h，然后將研磨后得到的粉末放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氫氧化鈉溶液浸泡粉末；
(3)將上述容器中混合物移至20?23KHz的超聲振蕩器中振蕩10?12h，隨后過(guò)濾收集濾餅，將濾餅放入105°C的烘箱中烘干至恒重，再將濾餅取出，得改性貝殼粉末；
(4)按質(zhì)量比3:1，取改性貝殼粉末和竹子加工廠中的廢棄竹肩放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)篩得200目混合粉末，取長(zhǎng)為3?5cm的絲瓜絡(luò)，使用吹掃機(jī)按質(zhì)量比1:2，將混合粉末吹入絲瓜絡(luò)中，得復(fù)合生物填料基體；
(5)按重量份數(shù)計(jì)，取50?55份復(fù)合生物填料基體、20?25份水性聚氨酯、2?4份海藻酸鈉、4?8份蛋白胨、0.8?1.2份茶多酚、11.8?18.2份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 %的氯化鈣溶液，首先將復(fù)合生物填料基體放入300°C的馬弗爐中保溫I?2min，隨后將其取出放入玻璃容器中，并將其它組分放入玻璃容器，在壓力1.2?1.5MPa，溫度為45?50°C下，靜置16?20h，然后將其取出放入風(fēng)干機(jī)中風(fēng)干，即可得到復(fù)合生物填料。
[0006]經(jīng)檢測(cè)可得，本發(fā)明所制得的生物填料掛膜時(shí)間為3?5天，生物膜量為102.5?110.3mg/g，表面粗糙度，生物膜脫落率比傳統(tǒng)填料相比，降低了60?72%，在使用時(shí)，3?5天后，污染物去除率仍可達(dá)92.3%以上。
[0007]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)明所制得的生物填料具有生物可降解性、良好生物相容性、表面粗糙且微生物掛膜量大；
(2)本發(fā)明充分利用廢棄貝殼，降低制作成本，且對(duì)人體無(wú)毒害。
【具體實(shí)施方式】
[0008]取海鮮加工廠中廢棄貝殼，去除殘留在貝殼上的肉質(zhì)及附著物，再使用水將其沖洗干凈，隨后將其放入300?400°C的馬弗爐中30?40min，結(jié)束后將貝殼取出，放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)篩得40目貝殼粉末，然后將貝殼粉末、淀粉及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15?18%的二乙醇胺水溶液，按質(zhì)量比3:2:1，在容器中進(jìn)行混合;待上述混合結(jié)束后，將容器移至45°C的微波反應(yīng)器中微波協(xié)助反應(yīng)，過(guò)夜后進(jìn)行減壓過(guò)濾，使用無(wú)水乙醇沖洗濾餅3?5次，再將其與貝殼質(zhì)量10?12%的褐煤放入球磨機(jī)中，研磨介質(zhì)為5個(gè)氧化錯(cuò)小球，以轉(zhuǎn)速60r/min研磨12?15h，然后將研磨后得到的粉末放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氫氧化鈉溶液浸泡粉末;將上述容器中混合物移至20?23KHz的超聲振蕩器中振蕩10?12h，隨后過(guò)濾收集濾餅，將濾餅放入105°C的烘箱中烘干至恒重，再將濾餅取出，得改性貝殼粉末;按質(zhì)量比3:1，取改性貝殼粉末和竹子加工廠中的廢棄竹肩放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)篩得200目混合粉末，取長(zhǎng)為3?5cm的絲瓜絡(luò)，使用吹掃機(jī)按質(zhì)量比1:2，將混合粉末吹入絲瓜絡(luò)中，得復(fù)合生物填料基體;按重量份數(shù)計(jì)，取50?55份復(fù)合生物填料基體、20?25份水性聚氨酯、2?4份海藻酸鈉、4?8份蛋白胨、0.8?1.2份茶多酚、11.8?18.2份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氯化鈣溶液，首先將復(fù)合生物填料基體放入300°C的馬弗爐中保溫I?2min，隨后將其取出放入玻璃容器中，并將其它組分放入玻璃容器，在壓力1.2?1.5MPa，溫度為45?50°C下，靜置16?20h，然后將其取出放入風(fēng)干機(jī)中風(fēng)干，即可得到復(fù)合生物填料。
[0009]實(shí)例I
取海鮮加工廠中廢棄貝殼，去除殘留在貝殼上的肉質(zhì)及附著物，再使用水將其沖洗干凈，隨后將其放入300 °C的馬弗爐中30min，結(jié)束后將貝殼取出，放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)篩得40目貝殼粉末，然后將貝殼粉末、淀粉及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的二乙醇胺水溶液，按質(zhì)量比3:2:1，在容器中進(jìn)行混合;待上述混合結(jié)束后，將容器移至45°C的微波反應(yīng)器中微波協(xié)助反應(yīng)，過(guò)夜后進(jìn)行減壓過(guò)濾，使用無(wú)水乙醇沖洗濾餅3次，再將其與貝殼質(zhì)量10%的褐煤放入球磨機(jī)中，研磨介質(zhì)為5個(gè)氧化鋯小球，以轉(zhuǎn)速60r/min研磨12h，然后將研磨后得到的粉末放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氫氧化鈉溶液浸泡粉末;將上述容器中混合物移至20KHz的超聲振蕩器中振蕩10h，隨后過(guò)濾收集濾餅，將濾餅放入105°C的烘箱中烘干至恒重，再將濾餅取出，得改性貝殼粉末;按質(zhì)量比3:1，取改性貝殼粉末和竹子加工廠中的廢棄竹肩放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)篩得200目混合粉末，取長(zhǎng)為3cm的絲瓜絡(luò)，使用吹掃機(jī)按質(zhì)量比1:2，將混合粉末吹入絲瓜絡(luò)中，得復(fù)合生物填料基體;按重量份數(shù)計(jì)，取50份復(fù)合生物填料基體、20份水性聚氨酯、3份海藻